動物細胞培養と植物組織培養の主な違いは、培養中の動物細胞は動物の体内のあらゆる種類の細胞に分化できないのに対し、植物細胞は植物の体内のあらゆる種類の細胞に分化できることである。
動物細胞培養と植物組織培養は、実験室の条件下で細胞を増殖させるために用いられる2種類の細胞培養技術です。
動物細胞が生存するためには、培地中のタンパク質、炭水化物、ビタミンなどあらゆる成分を必要とするのに対し、植物細胞は生存のために必要な成分が少ない。
また、動物細胞は限られた回数の細胞分裂で分解されるのに対し、植物細胞は無制限に細胞分裂を繰り返すことができる。
主な対象分野
- 動物細胞培養とは
– 定義、培地、応用 - 植物組織培養とは
– 定義、再生、種類 - 動物細胞培養と植物組織培養の類似点とは？
– 共通点の概要 - 動物細胞培養と植物組織培養の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
動物細胞培養、体外細胞培養、培地、マイクロプロパゲーション、植物組織培養、再生
動物細胞培養とは
動物細胞培養とは、動物細胞を適切な条件下で試験管内に培養することである。
動物細胞が体外で増殖するためには、特にさまざまな材料が必要となる。
ここでは、グルコースとグルタミンが主な炭素、窒素、そして細胞のエネルギー源として機能する。
さらに、アミノ酸、脂肪酸、コレステロール、核酸前駆体、ミネラル塩、ビタミン、成長因子、抗生物質、ホルモンなども培地に含まれることが望ましい。
一方、受容体タンパク質や輸送タンパク質は、少量であることが望ましい。
さらに、培地のpHは7.4でなければならず、浸透圧は細胞の生存に最適でなければならない。
このように、動物細胞の試験管内培養は、やや困難です。
図1: シャーレでの細胞培養の様子
メディア
動物細胞の培養には、天然培地と人工培地が使用される。
ここで、天然培地は天然の生体成分を含むものであり、人工培地は人工的な成分を含むものです。
天然培地には、血漿塊、血清などの生体液、肝臓、脾臓、骨髄、胚などの組織抽出液の3種類があります。
人工培地は、血清含有培地、無血清培地、化学修飾培地、無タンパク質培地の4種類です。
動物組織培養の応用例
- 遺伝子操作
- 抗ウィルスワクチン、ホルモン、酵素、抗体などの二次代謝産物の生産。
- 医薬品の生産
- 癌研究における培養物の無秩序な細胞分裂の研究
- 細胞株に対する毒素の影響に関する研究
- 細胞の構造および機能の研究
植物組織培養とは
植物組織培養とは、植物細胞を適切な条件下で試験管内に培養することである。
植物組織培養の最大の特徴は、植物細胞が植物体内のあらゆる種類の細胞に分化できることである。
これにより、分離した植物細胞から植物全体を再生させることができる。
したがって、植物組織培養の第一の目的は、再生可能な細胞を一度に大量に生産することである。
そのため、植物組織培養は、植物のマイクロプロパゲーションの主要な技術となっている。
タイプ
植物の組織培養には、大きく分けてカルス培養、プロトプラスト培養、胚培養の3種類があります。
カルスは未分化で未組織の細胞の塊であり、植物体内のあらゆる細胞に分化することができる。
一方、プロトプラストは、細胞壁を取り除いた植物細胞です。
また、有性生殖では、接合体から胚が発生する。
最後に、根の培養に使われる組織の種類として、根端があります。
ここで、各種植物組織培養は、様々な植物形質転換研究において重要であり、培地中のオーキシンからサイトカイニンレベルの操作により、植物細胞から根や芽を形成させることができる。
動物細胞培養と植物組織培養の共通点
- 動物細胞培養と植物組織培養は、試験管内で細胞を増殖させるための細胞培養法の一種です。
- どちらも適切な培地と、pHや温度などの条件を用いて、細胞を最適に増殖させる技術です。
- どちらの技術も多くの応用が可能です。
- 生物の遺伝子操作に利用することができます。
動物細胞培養と植物組織培養の違いについて
定義
動物細胞培養とは、臓器、組織、細胞を、インキュベーターを用いて一定の温度で、培地を加えて培養することである。
植物組織培養とは、植物の細胞、組織、器官を無菌状態で、既知の組成の栄養培地上で維持・増殖させるための技術の集合体です。
従って、これが動物細胞培養と植物組織培養の根本的な違いです。
細胞分化
動物細胞は、細胞を採取した臓器の特殊な機能しか受け継ぐことができないが、植物細胞は、植物体内のあらゆる種類の細胞に分化することができる。
この点が、動物細胞培養と植物組織培養の大きな違いと考えてよい。
栄養成分
動物細胞培養と植物組織培養のもうひとつの違いは、動物細胞が体外での増殖に幅広い栄養素を必要とするのに対し、植物細胞は細胞培養の際に限られた栄養素のもとで増殖することができる点である。
コンティニュイティ
さらに、動物の培養細胞は数回の細胞周期を経て劣化する傾向があるが、植物の培養細胞は無制限に細胞周期を繰り返すことができる。
この点も、動物細胞培養と植物組織培養の重要な違いです。
タイプ
動物細胞培養には付着器培養と懸濁器培養があり、植物組織培養にはカルス培養、プロトプラスト培養、胚培養の3種類が主にある。
重要性
それぞれの有用性も、動物細胞培養と植物組織培養の違いの一つです。
動物細胞培養は遺伝子操作や二次代謝産物の生産に重要であり、植物組織培養は植物の人工的な微小増殖に重要です。
結論
動物細胞は、動物の体内で他の種類の細胞に分化することはできない。
体外での増殖には様々な栄養素が必要である。
また、数回の細胞世代を経て分解される傾向があります。
さらに、動物細胞の培養は、ワクチンや抗体などの生産に重要です。
一方、植物細胞は植物全体を再生させることができます。
また、無制限の細胞分裂を安定的に行うことができる。
植物組織培養は、植物の微小な繁殖のための技術として役立っている。
したがって、動物細胞培養と植物組織培養の大きな違いは、安定性、培地、そして培養の重要性です。
