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制御遺伝子導入による有用二次代謝物生産に関わる構造遺伝子群の発現誘導システム

Research Project

Project/Area Number 09750865
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 生物・生体工学
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

倉田 博之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90251371)

Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 1998: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords光 / 制御因子 / 植物細胞 / 二次代謝物 / 遺伝子組換え / 植物培養 / バイオリアクター / 遺伝子組換 / アントシアニン / 生産
Research Abstract

光によって有用二次代謝物生産が促進される植物培養細胞における光の利用効率を向上させるために遺伝子組換え技術を検討し、植物の光レセプターであるフィトクロムの遺伝子を過剰発現させることによって光関連遺伝子の発現の促進に成功した。これより二次代謝の酵素(構造)遺伝子自体ではなく、例えば、光に対する感受性を変化させるフィトクロムのような制御に関わる遺伝子の導入によって植物培養細胞の酵素系の発現が制御できると考えた。
目的は植物の二次代謝物合成系全体の制御に関連するタンパク質制御因子をコードする遺伝子を植物培養細胞に導入することによって有用二次代謝生産を促進させ、バイオリアクターに利用する技術を開発することである。以下のような計画に対して得られた成果を順に記述する。
1. 遺伝子導入技術の確立:コーヒー細胞にエレクトロポレーション法によって、タバコの培養細胞に対してアグロバクテイリウム法によって外来遺伝子を導入する方法を確立した。
2. 発現遺伝子の安定化:外来の遺伝子を導入する場合、遺伝子発現の不安定が大きな問題であったが、抗生物質耐性とリンクさせることによって外来遺伝子の発現を長期(2年)にわたり安定化することに成功した。これにより、バイオリアクターにおける培養を長期的に行えると考えられる。。
3. 制御因子(光レセプター)の効果のキャラクタリゼーション:光によって有用二次代謝物生産が促進される植物培養細胞における光の利用効率を向上させるために遺伝子組換え技術を検討し、植物の光制御因子であるフィトクロムの遺伝子を過剰発現させることによって光関連遺伝子の発現の促進に成功した。光によって生産が3倍増加した。

Report

(2 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All Other

All Publications (10 results)

  • [Publications] Kurata,H,Furusaki,S Kado C.I.: "Light enhanced target gene expression in tobacco BY2 by the combination of overexpressed phytochrome and the vbcS^3Aprom day" Biotechnol.Lett.20. 463-468 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H,Furusaki,S Kado C.I.: "Light-controlled expression of a foreign gene using the chalcone synthase promoter in tobacco BY2 cells" J. Ferment. Biotechnol.86. 317-323 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H,Achioku,T.Furusaki S: "The light/dark cycle operation with an hour scale perrod enhances coffeine production by Coffea arabica cell" Enzyme Microb. Technd.23. 518-523 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H.Achioku,T Okuda,N,Farusaki S: "The intermittent Light irradiation with a second-scale interval enhances coffeine production by C.arabira cells" Biotechnol.Lett.14. 797-799 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H., Takemura,T., Furusaki,S.: "Light-controlled expression of the chakone synthase promoter in tobacco BY2 cells" Proceadings of 4th Asia-Pacific Biochemcal Ergineering Conference. 1. 97-102 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H., Kaizuka,Y., Furusaki,S.: "Mathematical model of Light-enhanced expression of the CHS premoter in tobacco BY2" Proceedings of 7th International Conference on Computer Application in Biotechnology. (in press).

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H., Furusaki,S., Kado,C.I.: "Transgenic plant cell culture system for enhancing the expression of a Light-regulated gene using reocmbinant phytochrome" Horizon of Biochemical Engineering. 57. 165-169 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H., Achioku,T., Furusaki,S.: "Enhanced Bioconversion of purine alkaloids using intermittent Light irradiation in Coffea arabica cell culture" Recent Developments in Biochemical Engineering. 61. 164-167 (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kurata,H., Matsumura,S., Furusaki,S.: "Light irradiation causes physiological and metabolic changes for purine alkaloid production by Coffea arbica cells" Plant Science. 123. 197-203 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Nakamura,M., Kurata,H., Furusaki,S., et al.: "Gas phase composition alters cell growth and anthocyanin production in strawberry cell suspensions" Recent Developments in Biochemical Engineering. 61. 144-147 (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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