Kriyoprezervasyon
Kriyoprezervasyon altında ( eski Yunan κρύος kryos "soğuk, don, buz" ve Latince koruma "elde edilmiş koruma") sıvı nitrojen içinde dondurularak hücrelerin veya dokuların depolanması anlamına gelir . Bu işlemin yardımıyla hücrelerin canlılığını neredeyse sonsuza kadar sürdürmek mümkündür , ancak biyolojik sistem bir katının toplam haline dönüşür . Kriyoprezervasyon hem bitki hücrelerine hem de hayvan hücrelerine, insanlarda, örneğin kan ve sperm için de uygulanabilir., Yumurta hücreleri ve embriyolar . Depolama, kriyobanklarda gerçekleşir .
Böylelikle, korunan hücreler, tüm metabolik süreçlerin neredeyse durma noktasına geldiği bir tür soğuk sertlikte çok uzun bir süre boyunca korunabilir . Çözüldükten sonra hücreler normal fizyolojik süreçlerine devam edebilirler . Embriyolar daha sonra örneğin rahim boşluğuna transfer edilebilir .
Tek tek hücreler o kadar hızlı dondurulabilir ki, su yalnızca küçük buz kristalleri oluşturur . Daha büyük, çok hücreli organizmalarda ise, sıcaklık çok düştüğünde, donduğunda çekirdekte buz kristalleri oluşur, bunlar o kadar büyür ki hücre duvarlarını kırar ve böylece onları onarılamaz bir şekilde yok ederler. Çileklerin dondurucuda dondurulması, donmanın neden olduğu hücre hasarını açıkça göstermektedir: Çözüldükten sonra çilekler lapa gibi görünür - hasarlı hücrelerden sızan suyu kaybetmişlerdir.
Sonra, eğer Günümüzde, dondurarak saklama doğru küçük organlara yoluyla hücre numuneleri ile çalışır hazırlanması uygun bir şekilde koordine edilmiş olan, önceden örnekleri antifriz maddeler , buz kristallerinin büyümesini engellemek üzere, daha sonra 77 için sıvı nitrojen ile örneğin, çok hızlı bir şekilde dondurulur K ( -196 ° C ) ( sırlı ).
Çeşitli yosunlar , yenilenme yeteneklerini kaybetmeden -135 °C'de birkaç yıl boyunca dondurularak saklanabilir. Bununla birlikte, kriyoprezervasyon sırasında daha büyük organlar ve organizmalar, bugünün araçlarıyla tamir edilemeyen hasara uğrar. Bu nedenle , kriyoniklerin başarısı veya başarısızlığı yalnızca geçmişe bakıldığında değerlendirilebilir.
Hücre Biyoloji, dondurarak saklama için hücreler genellikle dondurulmuş dondurucu içinde ortam gelen kültür ortamı ile , dimetil sülfoksit , ör B.% 20 (V / V) FCS ve% 10 (V / V) DMSO içeren kültür ortamında . Bazı durumlarda DMSO yerine etilen glikol kullanılır. Vitrifikasyon durumunda ise soğutma sırasında buz kristallerinin oluşumunu tamamen önlemek için bir girişimde bulunulur; B. konsantre gliserol çözeltileri ile (bir kilogram su için 17 mol).
Vücudun kendi antifrizi ( üre ) sayesinde kışın belirli bir kritik sıcaklığa kadar donarak hayatta kalan orman kurbağası gibi kurbağalar veya safra sivrisinekleri gibi böcekler vardır .
Sibirya'da, Pleistosen'den bu yana yaklaşık 42.000 yıl önce donmuş toprakta korunmuş olan nematodlar bulundu . On binlerce yıldır donmuş olmalarına rağmen, bu solucanların iki türü başarılı bir şekilde yeniden canlandırıldı.
Ayrıca bakınız
Edebiyat
- HM Schumacher: Tamamen katılaşmış, ancak ölmemiş: Bitkilerin çok düşük sıcaklıklarda kriyojenik depolanması. In Nicole C. Karafyllis : Yaşayan Koleksiyonu teorileri. Gen bankalarında biyofakt olarak bitkiler, mikroplar ve hayvanlar . Karl Alber, Freiburg 2018, s. 137–168, ISBN 978-3-495-48975-8 .
- R. Frankham, JD Ballou, DA Briscoe: Koruma Genetiğine Giriş . Cambridge University Press, 2002, ISBN 0-521-63985-9 .
- S. Schmitz: Deneyci : hücre kültürü . Spectrum Academic Publishing House, 2007, ISBN 978-3-8274-1564-6 .
Bireysel kanıt
- ↑ J. Schulte, R. Reski : 140000 Physcomitrella patens mutantının yüksek verimli dondurularak korunması . In: Plant Biol.6, 2004, s. 119-127. PMID 15045662 .
- ↑ Z. Shu, S. Heimfeld, D. Gao: Dondurulmuş greftlerle Hematopoietik SCT: transplantasyondan sonra advers reaksiyonlar ve infüzyondan önce kriyoprotektan çıkarılması. İçinde: Kemik İliği Nakli. Cilt 49, sayı 4, Nisan 2014, s. 469–476, doi: 10.1038 / bmt.2013.152 . PMID 24076548 , PMC 4420483 (ücretsiz tam metin).
- ↑ Y. Agca, J. Liu, AT Peter, ES Critser, JK Critser: Gelişim aşamasının sığır oosit plazma membran suyu ve kriyoprotektan geçirgenlik özellikleri üzerindeki etkisi. İçinde: Moleküler üreme ve gelişme. Cilt 49, Sayı 4, Nisan 1998, sayfa 408-415, doi : 10.1002 / (SICI) 1098-2795 (199804) 49: 4 <408 :: AID-MRD8> 3.0.CO; 2-R . PMID 9508092 .
- ↑ JA Bautista, H. Kanagawa: Evcil hayvanlarda embriyoların ve oositlerin vitrifikasyonunun mevcut durumu: yeni ortaya çıkan bir kriyoprotektan olarak etilen glikol. In: Japon veteriner araştırmaları dergisi. Cilt 45, Sayı 4, Şubat 1998, s. 183-191. PMID 9553322 .
- ^ AF Davidson, C. Glasscock, DR McClanahan, JD Benson, AZ Higgins: Adherent Endotel Hücreleri için Toksisite Minimize Kriyoprotektan Ekleme ve Çıkarma Prosedürleri. İçinde: PloS bir. Cilt 10, sayı 11, 2015, s. E0142828, doi: 10.1371 / journal.pone.0142828 . PMID 26605546 , PMC 4659675 (serbest tam metin).
- ↑ AV Shatilovich, AV Tchesunov, TV Neretina, IP Grabarnik, SV Gubin, TA Vishnivetskaya, TC Onstott, EM Rivkina: Kolyma Nehri Ovasının Geç Pleistosen Permafrostundan Canlı Nematodlar. İçinde: Doklady Biyolojik Bilimler. 480, 2018, s. 100, doi : 10.1134 / S0012496618030079 .