Kultury tkankowe i komórkowe roślin i zwierząt

Celem wykładów i ćwiczeń jest zapoznanie studentów z przygotowaniem pożywek i szkła, otrzymywanie hodowli komórek z eksplantantu i porzez dysocjację tkanek, sposoby hodowli komórek zwierzęcych, zróżnicowanie komórek w hodowli, barwienie przeżyciowe, zamrażanie i bankowanie komórek. Wpływ czynników mechanicznych i chemicznych na fizjologię komórek in vitro. Systemy do masowych hodowli komórek zwierzęcych. Zastosowanie izolowanych komórek do badań.

Tematyka roślinna obejmować będzie informacje dotyczące funkcjonowania laboratorium in vitro oraz mikrorozmnażania roślin. Omówione będą podstawowe typy kultur roślinnych, a także warunki ich prowadzenia.

Tematy wykładów – zwierzęce kultury in vitro ( 15 godz.):

1. Wstęp do metody hodowli in vitro-historia

2. Laboratorium, sterylizacja, pożywki, naczynia do hodowli

3. Hodowle pierwotne i linie komórkowe, cykl komórek w hodowli in vitro

4. Metody izolacji, liczenia i identyfikacji komórek

5. Hodowle typu monolyer i hodowle w zawiesinie

6. Hodowle agregatów, sferocytów i hodowle organotypowe

7. Hodowle na biomateriałach

Tematy wykładów – roślinne kultury in vitro ( 15 godz.):

1. Rozwój i znaczenie roślinnych kultur in vitro. Totipotencja komórek. Wyposażenie laboratorium, zasady i warunki prowadzenia kultur. (2 godz.)

2. Podstawowe pożywki wykorzystywane w kulturach in vitro. (2 godz.)

3. Mikrorozmnażanie roślin: kultury pąków wierzchołkowych, bocznych, merystemów. Uwalnianie roślin od patogenów. (2 godz.)

4. Mikrorozmnażanie roślin: morfogeneza przybyszowa. (2 godz.)

5. Mikrorozmnażanie roślin: somatyczna embriogeneza, sztuczne nasiona. Przechowywanie materiału roślinnego. (2 godz.)

6. Kultury kalusowe, zawiesinowe i protoplastów. (2 godz.)

7. Kultury korzeniowe, pylników, mikrospor, zalążków, zalążni, zarodków zygotycznych. (2 godz.)

8. Selekcja w kulturach in vitro, zmienność somaklonalna. (1 godz.)

Tematy ćwiczeń – zwierzęce kultury in vitro ( 15 godz.):

1. Organizacja pracowni hodowli in vitro

2. Wyprowadzanie linii komórkowej z aorty myszy/szczura –metoda hodowla eksplantów

3. Pasaż i identyfikacja komórek mięsni gładkich aorty myszy

4. Pasaż i hodowla linii komórek mięśni gładkich aorty myszy

5. Linie komórkowe: zmiana pożywki, pasaż, mrożenie

6. Liczenie komórek i oznaczanie żywotności

7. Metoda izolacji i hodowli komórek ziarnistych i komórek osłonki wewnętrznej pęcherzyka jajnikowego świni

8. Metoda hodowli oocytów w kroplach

9. Oganotypowa metoda hodowli pęcherzyków jajnikowych wg. Trowella

10. Metoda izolacji i hodowli komórek nerwowych kory mózgowej myszy

11. Metoda izolacji i hodowli limfocytów ze śledziony myszy

12. Metoda izolacji i hodowli makrofagów otrzewnowych

Tematy ćwiczeń – roślinne kultury in vitro ( 15 godz.):

1. Organizacja laboratorium in vitro. Sporządzanie pożywek. Sterylizacja narzędzi, papieru, pożywek. (3 godz.)

2. Zakładanie kultury kalusowej z korzenia marchwi. Wysiew nasion in vitro. (3 godz.)

3. Kultury liści begonii (dezynfekcja i zakładanie kultur). Kultury łusek cebulowych lilii (izolacja materiału z kultur in vitro). (3 godz.)

4. Namnażanie i ukorzenianie wybranych roślin użytkowych (mięta, tymianek, koniczyna, rzepak). (3 godz.)

5. Kultura pąków wierzchołkowych rzepaku i koniczyny (izolacja materiału z siewek). Aklimatyzacja materiału roślinnego. Obserwacje przeprowadzonych doświadczeń oraz analiza uzyskanych wyników. (3 godz)

Podstawowa:

Malepszy S. 2009. Biotechnologia roślin. PWN, Warszawa

Skucińska B. 2008. Przewodnik do ćwiczeń z roślinnych kultur in vitro. UR, Kraków

Stokłosowa S. Hodowla komórek i tkanek. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2004

Uzupełniająca:

Woźny A., Przybył K. 2004. Komórki roślinne w warunkach stresu. Tom II. Komórki in vitro WN UAM, Poznań

Czasopisma: BioTechnologia

Davis J.M. Basic cell culture. Oxford University Press. 2001

Freshney R.I. Culture of animal cells. A manual of basic technique. 4th Edition. Wiley-Liss. 2001

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

- podstawowe procesy biochemiczne, metaboliczne i fizjologiczne zachodzące w komórkach i tkankach roślin i zwierząt

- podstawowe zagadnienia dotyczące hodowli in vitro komórek roślinnych i zwierzęcych, wykorzystywanych podłoży i zastosowania kultur in vitro w biotechnologii

- techniki pracy eksperymentalnej i laboratoryjnej w warunkach in vitro, a także metody wykorzystania materiału biologicznego w biotechnologii

- zasady hodowli pierwotnych i linii komórkowych, hodowli w zawiesinie oraz metody izolacji, liczenia i identyfikacji komórek

- sposoby mikrorozmnażania roślin

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

- korzystać z podstawowego sprzętu i aparatury stosowanej w laboratorium in vitro

- planować i wykonywać proste zadania badawcze w warunkach sterylnych (przygotowywanie pożywki, dezynfekcja materiału roślinnego i zwierzęcego, wycinanie eksplantatów, pasażowanie kultury, aklimatyzacja) indywidualnie oraz w zespole. Potrafi zastosować technikę mikroskopową i jej optymalizację w hodowlach in vitro, ma umiejętność liczenia komórek i oceniania ich żywotności

- samodzielnie lub w zespole analizować wyniki oraz wyciągać wnioski z przeprowadzonych eksperymentów

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

- współpracy w ramach małego zespołu

- dokształcania się w zakresie kultur in vitro

Wykłady:

test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru, udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 70%

Ćwiczenia:

test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru, rozwiązanie zadania problemowego, udział oceny z zaliczenia ćwiczeń w ocenie końcowej wynosi 30%