Wachstum und Differenzierung von Geweben und Zellen in vitro

Zusammenfassung

Die Zellen der höheren Pflanzen sind im Prinzip omnipotent. Sie entstehen alle aus der befruchteten Eizelle durch mitotische Teilungen, bei denen das Erbgut identisch weitergegeben wird. Bei den verschiedenartigen Differenzierungen, welche Zellen im Laufe der Entwicklung des Kormus erfahren, bleibt das Genom unberührt. Daher können der Pflanze ausdifferenzierte Zellen entnommen und auf einem künstlichen Substrat durch den Einfluß bestimmter Hormone so umdifferenziert werden, daß sie wieder embryonale Eigenschaften annehmen. Dies ist die Grundlage der Gewebe- oder Zellkultur, welche in der Pflanzenphysiologie eine große Bedeutung besitzt. Die ersten Versuche zur künstlichen Kultur pflanzlicher Gewebe wurden von HABERLANDT zu Beginn des 20. Jahrhunderts durchgeführt. Eine breite Anwendung gewann diese Methode jedoch erst ab 1940, nachdem es gelang, die Ernährungsbedürfnisse pflanzlicher Zellen in Hinsicht auf einige Vitamine aufzuklären und sterile Kulturbedingungen zu schaffen. Heute werden in vitro kultivierte Zellen und Gewebe auf breiter Basis für Forschung und Biotechnologie eingesetzt. Pflanzliche Zellkulturen können z. B. ähnlich wie Mikroorganismen im industriellen Maßstab in Fermenteranlagen zur biotechnologischen Erzeugung von pharmakologisch interessanten Inhaltsstoffen eingesetzt werden. Durch Änderungen in der Zusammensetzung des Kulturmediums können viele Zellkulturen zur „Selbstorganisation“ gebracht werden, wobei wieder normal differenzierte Organe oder ganze Pflanzen entstehen. Für die Züchtungsforschung ist in diesem Zusammenhang die Regeneration von genetisch identischen Nachkommen (Klonierung) aus vermehrten Zellen von großer Bedeutung.