Питательные среды для культивирования микроорганизмов и клеток

Введение

Твердая, жидкая или гелеобразная среда, используемая для культивирования микроорганизмов или клеток.

Среда для выращивания, или культуральная среда, – это твердая, жидкая или полутвердая среда, предназначенная для поддержания роста популяции микроорганизмов или клеток посредством процесса клеточного пролиферации или небольших растений, таких как мох Physcomitrella patens. Для культивирования различных типов клеток используются разные типы сред. Два основных типа сред для выращивания – это среды, используемые для клеточной культуры, в которых используются специфические типы клеток, полученные из растений или животных, и среды, используемые для микробиологического культивирования, предназначенные для выращивания микроорганизмов, таких как бактерии или грибы. Наиболее распространенными средами для выращивания микроорганизмов являются питательные бульоны и агарные пластинки; для роста микроорганизмов и клеточных культур иногда требуются специализированные среды. Отличие между средами, используемыми для клеточной культуры, и средами, используемыми для микробиологического культивирования, заключается в том, что клетки, полученные из целых организмов и культивируемые in vitro, часто не могут расти без добавления, например, гормонов или факторов роста, которые обычно присутствуют in vivo. В случае с клетками животных эта трудность часто решается добавлением к среде сыворотки крови или синтетического заменителя сыворотки. В случае микроорганизмов таких ограничений не существует, поскольку они часто являются одноклеточными организмами. Еще одно важное отличие заключается в том, что клетки животных в культуре часто выращиваются на плоской поверхности, к которой они прикрепляются, а среда предоставляется в жидкой форме, покрывающей клетки. В отличие от этого, бактерии, такие как Escherichia coli, могут выращиваться на твердой или в жидкой среде. Важное различие между типами сред для выращивания заключается в их химическом составе: химически определенные и неопределенные среды. Минимальные среды содержат минимальное количество питательных веществ, необходимых для роста колонии, как правило, без аминокислот, и часто используются микробиологами и генетиками для культивирования микроорганизмов "дикого типа". Минимальные среды также могут использоваться для селекции рекомбинантов или эксконъюгантов. Обычно минимальная среда содержит:
источник углерода, который может быть сахаром, таким как глюкоза, или менее энергоемким источником, таким как сукцинат;
различные соли, которые могут варьироваться в зависимости от вида бактерий и условий культивирования; они обычно обеспечивают необходимые элементы, такие как магний, азот, фосфор и сера, для синтеза белков и нуклеиновых кислот;
воду.

A growth medium or culture medium is a solid, liquid, or semi solid designed to support the growth of a population of microorganisms or cells via the process of cell proliferation or small plants like the moss Physcomitrella patens. Different types of media are used for growing different types of cells. The two major types of growth media are those used for cell culture, which use specific cell types derived from plants or animals, and those used for microbiological culture, which are used for growing microorganisms such as bacteria or fungi. The most common growth media for microorganisms are nutrient broths and agar plates; specialized media are sometimes required for microorganism and cell culture growth. The difference between growth media used for cell culture and those used for microbiological culture is that cells derived from whole organisms and grown in culture often cannot grow without the addition of, for instance, hormones or growth factors which usually occur in vivo. In the case of animal cells, this difficulty is often addressed by the addition of blood serum or a synthetic serum replacement to the medium. In the case of microorganisms, no such limitations exist, as they are often unicellular organisms. One other major difference is that animal cells in culture are often grown on a flat surface to which they attach, and the medium is provided in a liquid form, which covers the cells. In contrast, bacteria such as Escherichia coli may be grown on solid or in liquid media. An important distinction between growth media types is that of chemically defined versus undefined media. Minimal media are those that contain the minimum nutrients possible for colony growth, generally without the presence of amino acids, and are often used by microbiologists and geneticists to grow "wild type" microorganisms. Minimal media can also be used to select for or against recombinants or exconjugants. Minimal medium typically contains:
a carbon source, which may be a sugar such as glucose, or a less energy rich source such as succinate
various salts, which may vary among bacteria species and growing conditions; these generally provide essential elements such as magnesium, nitrogen, phosphorus, and sulfur to allow the bacteria to synthesize protein and nucleic acids
water

Дополнительные минимальные среды – это минимальные среды, которые также содержат один селективный агент, обычно аминокислоту или сахар. Это дополнение позволяет культивировать специфические линии ауксотрофных рекомбинантов.

Обогащенные медиа

Обогащенные среды содержат питательные вещества, необходимые для поддержания роста широкого спектра организмов, включая некоторые особенно требовательные к условиям культивирования. Они обычно используются для получения максимально возможного разнообразия микробов, присутствующих в образце. Кроватный агар – это обогащенная среда, в которой питательные вещества дополняются цельной кровью. Шоколадный агар обогащен термически обработанной кровью, которая приобретает коричневый цвет и придает среде характерный оттенок.

Физиологическая значимость

Выбор среды культивирования может повлиять на физиологическую релевантность результатов экспериментов с культурами тканей, особенно в метаболических исследованиях. Кроме того, было показано, что зависимость клеточной линии от метаболического гена подвержена влиянию типа используемой среды. При проведении исследования с использованием нескольких клеточных линий, применение унифицированной среды культивирования для всех клеточных линий может снизить смещение в получаемых данных. Использование среды для роста, которая более точно отражает физиологические уровни питательных веществ, может повысить физиологическую релевантность исследований in vitro, и в последнее время были разработаны такие среды, как Plasmax и среда, имитирующая плазму человека (HPLM).