植物培養細胞のコンディショニング効果の解明と有用物質生産への応用

• Project/Area Number: 07650950
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物・生体工学
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 関 実 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (80206622)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 俊哉 西東京科学大学, バイオサイエンス学科, 助手 (10262031) ; 古崎 新太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011209)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 1995: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 植物培養細胞 / アントシアニン / コンディショニング / 天然色素 / 濾過培養 / エリシター / GPC

Research Abstract

本研究では、植物培養細胞のコンディショニング効果(C効果)を解明するために、イチゴ培養細胞のアントシアニン生産系を例に取り上げ、少規模で感度の高い検定系を確立し、続いて、この検討系を用いてC効果の原因物質(コンディショニング因子:C因子)のキャラクタリゼーションを行った。具体的には以下の検討を行った。
(1)C効果を評価するための小スケール高感度検出系の確立:
1)4mLスケールの検定系の最適化:この検定系では、特に、低い初期細胞濃度と検定日の選定が重要であった。
2)さらに小スケールの検定培養系として、0.16mLスケールの96穴プレートの使用とマイクロプレートリーダーを用いた吸光度測定を試み、良好な結果を得たが、不均一な細胞接種が再現性を著しく低下させた。
3)小規模濾過培養システムを利用した検定培養を試みたところ、1〜2日に1回程度の培地交換により、C効果が比較的強く現われることが明らかとなった。これは、細胞分泌性のC因子の希釈による効果と考えられる。しかし、マイクロプレートリーダーによる色素の定量は、膜が不透明なために再現性が得られなかった。
(2)コンディショニング因子のキャラクタリゼーション:
1)各種溶媒による分配:C因子は親水性がかなり強く、酢酸エチル等の有機溶媒層へは移行しなかった。
2)イオン交換樹脂への吸着:陰イオン交換樹脂に弱く吸着するが、陽イオン交換樹脂へは吸着しなかった。
3)GPCによる分子量分画:2段階の精製によって、C効果による細胞内色素蓄積量が対照の約20倍に上昇する画分が得られた。この画分の分子量は、約1000〜2000で、増殖を強く阻害していた。
HPLCによる精製:上記画分に含まれ紫外域に吸収のある主要3成分について検討したが、いづれも単独でC効果を示すものはなかった。今後は、さらに微量成分の効果、成分間の相互作用を検討する必要がある。