細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法罚舱,通過某種工程學(xué)手段恕齐,在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上,按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)科學(xué)惧互。細(xì)胞工程涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛棱烂,就其技術(shù)范圍而言租漂,大致有細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞拆合技術(shù)颊糜、染色體技術(shù)哩治、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、胚胎移植技術(shù)和細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)等;就其細(xì)胞類型的不同衬鱼,可以把細(xì)胞工程分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程业筏。
植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段有植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交。這些理論的基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性鸟赫。
動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)蒜胖、動(dòng)物細(xì)胞融合、單克隆抗體抛蚤、胚胎移植等台谢。其中,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)岁经。
植物組織培養(yǎng)
植物組織培養(yǎng)是指在人工操作下对碌,將植物的器官、組織或細(xì)胞從植物體上取出蒿偎,在一定的容器內(nèi)供給適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)朽们,使它們得到分化、發(fā)育和生長的培養(yǎng)技術(shù)诉位。用于組織培養(yǎng)的植物細(xì)胞或器官稱為外植體骑脱。外植體在適宜的營養(yǎng)和外界條件下,細(xì)胞首先發(fā)生脫分化苍糠,然后恢復(fù)細(xì)胞分裂形成愈傷組織(指一群形態(tài)叁丧、結(jié)構(gòu)相同或相似的還未分化的細(xì)胞群),再在一定的誘導(dǎo)因素作用下發(fā)生分化岳瞭,最后形成具有根拥娄、莖、葉的完整植物體瞳筏。
在植物組織培養(yǎng)過程中稚瘾,影響植物細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織的一個(gè)重要因素是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時(shí)姚炕,能強(qiáng)烈地剌激愈傷組織的形成摊欠。早在20世紀(jì)50年代初,我國植物生理學(xué)家崔微等人就發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂素與生長素之間的濃度比柱宦,可以調(diào)控植物組織培養(yǎng)過程中的芽和根的形成些椒,即當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素的濃度比高時(shí),有利于芽的生長;當(dāng)濃度比低時(shí)掸刊,則有利于根的發(fā)生免糕。
植物體細(xì)胞雜交
植物體細(xì)胞雜交是在原生質(zhì)培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,借用動(dòng)物細(xì)胞融合方法發(fā)展起來的-一門新型技術(shù)忧侧。植物體細(xì)胞雜交的過程包括原生質(zhì)的制備石窑、原生質(zhì)體融合的誘導(dǎo),雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)苍柏,以及雜種植株的再生與鑒定等環(huán)節(jié)尼斧。應(yīng)用這種技術(shù),能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不育的缺陷试吁,對(duì)培育新品種具有廣闊的應(yīng)用前景棺棵。如馬鈴薯與番茄雜交異種植物細(xì)胞融合。
動(dòng)物細(xì)胞融合
動(dòng)物細(xì)胞融合也稱為細(xì)胞雜交熄捍,即在體外培養(yǎng)時(shí)烛恤,讓兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜密切接觸,在一定理想化條件下促使細(xì)胞膜變化余耽,導(dǎo)致細(xì)胞合并缚柏。所得的雜種細(xì)胞兼有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì),可通過有絲分裂形成細(xì)胞群,有性生殖中的受精作用就是細(xì)胞融合的實(shí)例碟贾。
在動(dòng)物細(xì)胞融合中币喧,細(xì)胞膜的融合是先導(dǎo)轨域,沒有細(xì)胞膜的融合,就不會(huì)有細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的融合杀餐,而細(xì)胞膜的融合必須經(jīng)過誘導(dǎo)干发,如振動(dòng)、離心等物理誘導(dǎo)方法史翘,都能誘導(dǎo)膜的融合枉长。動(dòng)物細(xì)胞融合所用的誘導(dǎo)劑一滅活病毒,其實(shí)是病毒感染的一種應(yīng)用琼讽。在低溫狀態(tài)下必峰,細(xì)胞發(fā)生集聚,在兩個(gè)細(xì)胞間的病毒會(huì)同時(shí)感染兩個(gè)細(xì)胞钻蹬,使兩個(gè)細(xì)胞間有了一個(gè)通道吼蚁,細(xì)胞膜的融合也便開始了。
單克隆抗體
單克隆抗體是將免疫細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合在一起脉让,形成雜交瘤細(xì)胞桂敛。這種細(xì)胞既能像腫瘤細(xì)胞那樣長期進(jìn)行無性繁殖,又能像B淋巴細(xì)胞那樣分泌抗體溅潜。而且由于這種抗體可以由單一的無性繁殖系的細(xì)胞產(chǎn)生术唬,故又稱為單克隆抗體。這項(xiàng)技術(shù)是在1975年由阿根廷科學(xué)家Milstein和德國科學(xué)家Kohler開創(chuàng)的滚澜,他們也因此獲得1984年的諾貝爾獎(jiǎng)粗仓。
單克隆技術(shù)最主要的優(yōu)點(diǎn)是可以用不純的抗原分子制備純化的單克隆抗體,甚至在所需抗原僅占原混合物中極少比例的情況下设捐,也能獲得該抗原的單克隆抗體借浊,其原因是可以從產(chǎn)生各種抗體的各種雜交瘤細(xì)胞混合群體中篩選出產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。原則上可以制備出各種單克隆抗體萝招。這種技術(shù)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用蚂斤,如進(jìn)行臨床診斷、運(yùn)載抗癌藥物等槐沼。目前曙蒸,世界各國已研制出數(shù)以百計(jì)的單克隆抗體。這項(xiàng)技術(shù)的廣泛運(yùn)用將是必然的發(fā)展趨勢(shì)岗钩。