การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและเซลล์

            การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและเซลล์ เป็นการเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเฉพาะส่วนเท่านั้น ไม่ใช่พืชทั้งต้น หรือสัตว์ทั้งตัว การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ทำได้โดยนำเอาเนื้อเยื่อของพืชส่วนที่กำลังเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว เช่น ที่ปลายยอดอ่อน มาใส่ในจานเลี้ยงที่มีวุ้นและน้ำเลี้ยง ซึ่งมีอาหารที่เนื้อเยื่อนั้นต้องการ พร้อมทั้งสารซึ่งกระตุ้นการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อนั้นๆ และทำให้อยู่ในสภาพ ซึ่งไม่มีเชื้อจุลินทรีย์ หรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มาปนเปื้อน เราอาจบังคับให้เนื้อเยื่อนี้เจริญเติบโตขึ้นเป็นต้นอ่อนได้ เมื่อมีสภาวะที่พอเหมาะ ดังนั้น อาจใช้วิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในการแพร่กระจายพันธุ์พืช กล่าวคือ ทำให้เกิดต้นอ่อนเป็นจำนวนมาก ซึ่งนำไปปลูกต่อไปได้ วิธีนี้ใช้กันมากในการกระจายพันธุ์พืชบางชนิดที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ เช่นกล้วยไม้ เป็นต้น

            เราอาจใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช เป็นวิธีพัฒนาพันธุ์พืชให้มีคุณสมบัติใหม่ๆ ที่ต้องการได้ เช่น ต้องการพืชที่มีคุณสมบัติ ต้านทานความเค็มของดิน หรือพืชที่สามารถต้านทานโรค ก็นำเอาเนื้อเยื่อพืชจำนวนมากมาเพาะเลี้ยง ในสภาวะที่มีความเข้มข้น ของเกลือสูง หรือมีสารที่ก่อให้เกิดโรคอยู่ เนื้อเยื่อส่วนมากจะตายไป แต่จะมีจำนวนหนึ่ง ซึ่งมีความเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ทำให้สามารถเจริญเติบโตต่อไปได้ เราคัดเอาเนื้อเยื่อที่รอดอยู่นี้ มาชักนำให้เกิดเป็นต้นอ่อน เพื่อนำไปผสมต่อให้ได้พันธุ์ ซึ่งมีลักษณะพิเศษนี้อยู่ตัวต่อไป

การพัฒนาพันธุ์พืชโดยพันธุวิศวกรรม จะช่วยลดระยะเวลาในการเพาะ และได้พันธุ์พืชใหม่ๆ

            ในปัจจุบัน มีความก้าวหน้าทางพันธุวิศวกรรม ทำให้สามารถใส่ยีนที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ทำให้เกิดความต้านทานโรคไวรัส ต้านทานแมลงเข้าในเนื้อเยื่อพืชที่เพาะเลี้ยงได้ เมื่อนำเนื้อเยื่อที่ใส่ยีนใหม่นี้เข้าไป แล้วชักนำให้เกิดเป็นต้นอ่อน ก็จะได้พืช ซึ่งมีลักษณะพิเศษที่เกิดจากยีนใหม่นี้

ต้นพืชที่มียีนคุณสมบัติพิเศษคือ ต้านทานแมลง ทำให้พืชสามารถผลิตสาร ที่เป็นพิษต่อแมลงได้

            นอกจากเนื้อเยื่อและเซลล์ของพืชแล้ว เรายังสามารถเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและเซลล์ของสัตว์ต่างๆ ได้อีกด้วย เทคนิคนี้ มีประโยชน์หลายประการ เช่น เราสามารถเพาะเลี้ยงเซลล์มะเร็งบางชนิดในจานทดลอง เพื่อนำมาใช้ศึกษาผลของยา ที่พัฒนาขึ้นใหม่ๆ สามารถเพาะเลี้ยงเซลล์ของไข่และตัวอสุจิของคนและสัตว์ เพื่อนำมาผสมกันในจานทดลอง เกิดเป็นตัวอ่อน ซึ่งสามารถใส่กลับเข้าไปในมดลูกของคนหรือสัตว์ เพื่อให้ตั้งท้อง และคลอดลูกอ่อนนั้นออกมาในที่สุด อีกตัวหนึ่งคือ การเพาะเลี้ยงเซลล์ ที่สามารถผลิตแอนติบอดี หรือสารสร้างภูมิคุ้มกัน ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นสารวินิจฉัยโรคต่างๆ ได้ แอนติบอดี ดังกล่าวเรียกว่า โมโนโคลนัล แอนติบอดี (monoclonal antibody)

            สาเหตุสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีชีวภาพรุ่งเรืองขึ้นมากในระยะไม่นานมานี้คือ ความสามารถในการปรับปรุงพันธุ์ของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีความสามารถพิเศษต่างๆ นอกจากความสามารถที่ใช้ในการผลิตปุ๋ย หรือการกำจัดของเสีย ตามที่ได้ยกตัวอย่างมาแล้วข้างต้น จุลินทรีย์แต่ละตัวเปรียบเสมือนโรงงานอุตสาหกรรมเล็กๆ ที่สามารถผลิตยา อาหาร เชื้อเพลิง และสารต่างๆ ความสามารถเหล่านี้มีอยู่แล้วตามธรรมชาติในจุลินทรีย์พันธุ์ต่างๆ หลายแสนหลายล้านพันธุ์ มนุษย์ได้คัดเลือกเอาพันธุ์ที่มีคุณสมบัติดีจากธรรมชาติ มาใช้ประโยชน์มานานแล้ว แต่ในระยะหลังๆ นี้ เราสามารถปรับปรุงพันธุ์ได้รวดเร็ว และดียิ่งขึ้นกว่าเดิมมาก โดยใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรม