Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

я по степени приближения к этому состоянию.

1. Лиофильное высушивание клеток (обезвоживание под

вакуумом после замораживания при температуре —40 ~--60°С

и ниже). Этот метод хорошо зарекомендовал себя, например, в отношении продуцентов антибиотиков, сохраняющих активность в течение многих лет. Однако лиофилизацию переносят далеко не все биообъекты. Находясь в лиофилизованном состоянии, менее жизнестойкие клетки отмирают, популяция обогащается более жизнеспособными.

В этой связи для поддержания активности того или иного штамма-продуцента необходимо создавать селективные условия, в которых он оказывается более жизнеспособным, чем возникающие при хранении мутанты.

2. Высушивание на воздухе в стерильной почве, песке, на активированном угле, на семенах некоторых растений, на дисках агар-агара, на бумаге, шерстяных нитках и других носителях Этот метод сравнительно прост в обращении, но он в недостаточной степени задерживает происходящие в популяции нежелательные генетические изменения. В последние годы применяют высушивание под вакуумом из жидкого состояния (L-высушивание). Некоторые виды микроорганизмов, в том числе плохо переносящие лиофилизацию, сохраняются после такой обработки в жизнеспособном состоянии. Большинство биообъектов, однако, не переносит L-высушивания и погибает (Т. М. Сидякина, 1985).

3. Сохранение спор (метод пригоден для спорообразующих бактерий). Споры представителей рода Bacillus в течение многих лет хранились без утраты их активности как продуцентов антибиотиков (С. Н. Выборных и др., 1985).

4. Криоконсервация — глубокое замораживание клеток с их последующим хранением в жидком азоте (— 196°С) или его парах (—150°С). Таким путем можно сохранять в течение неопределенно долгого времени объекты, не выдерживающие другие методы хранения,— цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии, мицелиальные грибы, актиномицеты, простейшие, водоросли, культуры растительных и животных клеток, гибридомы, генноин-женерные мутанты (Т. М. Сидякина, 1985). Создаются коллекции ценных организмов в глубоко замороженном состоянии — крио-банки. Криоконсервация практически полностью (если исключить влияние космической ионизирующей радиации) предотвращает «порчу» генного фонда популяций клеток, реализуя наиболее полно состояние анабиоза.

Серьезные методические проблемы связаны с предохранением клеток от необратимых повреждений в процессе замораживания и последующего оттаивания. Замерзая с образованием кристаллов внутри клеток, вода разрушает клеточные мембраны. Рост кристаллов льда вне клеток при медленном замораживании ведет к резкому обезвоживанию клеток и их гибели от осмотического стресса. Оба вредных эффекта, связанных с замерзанием воды, могут быть существенно ослаблены добавлением защитных агентов — криопротекторов. Криопротекторными свойствами обладают глицерин, сахароза, пролин и другие аминокислоты, диметил-сульфоксид, полиэтиленгликоль, полиэтиленоксид.

Глубокому охлаждению предшествует подготовка, зависящая от специфики избранного объекта. Так, для клеток моркови подготовкой служат частые пересевы, а для клеток женьшеня — закаливание низкими положительными температурами в присутствии сахарозы в постепенно увеличивающихся концентрациях (А. С. Попов, 1981; 1984). Не меньшее значение имеет отработка оптимальных режимов снижения температуры при замораживании и ее повышения при оттаивании. Обычно замораживание проводят при очень медленном снижении температуры (не более 0,5 град/мин). Когда температура достигает определенного уровня, ее снижение приостанавливают на некоторое время '(плато кристаллизации) для того, чтобы кристаллизация воды произошла при минимальном повреждении клеток. В среду добавляют затравку для pocja кристаллов.

5. Комбинированные методы хранения. В некоторых случаях наибольшая сохранность ценных свойств достигается с применением комбинации нескольких методов хранения. Так, частичное высушивание клеток способствует сохранению их жизнеспособности и биохимической активности при последующей лиофилизации или низкотемпературном хранении (Т. М. Сидякина, 1985).

Утрата ценных свойств биообъектов при переходе от их выращивания в лабораторных масштабах к культивированию в промышленных биореакторах также является серьезной биотехнологической проблемой. Масштабирование сопряжено с изменением целого комплекса физико-химических условий: гидродинамического режима, скорости поступления лимитирующих рост веществ и геометрических характеристик аппарата (габаритное отношение, форма сосуда). Неизбежно меняются такие параметры, как скорости аэрации, вращения мешалки, подачи пеногасителя, испарения воды и брызгоулавливания (о технологической стороне масштабирования см. гл. 2).

Все это может повлечь за собой, во-первых, прямое повреждение клеток и их гибель. Вероятно, именно по этой причине масштабирование не удается для многих культур растительных клеток (А. X. Липский, 1985), например женьшеня (Т. Г. Корже-невская, 1985). Во-вторых, происходит изменение направ

страница 20
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(19.08.2017)