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植物細胞・組織の常温ガラス化による新たな長期保存法の開発

Research Project

Project/Area Number 18658040
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

菅原 康剛  Saitama University, 大学院・理工学研究科, 教授 (70114212)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords植物 / 細胞・組織 / ガラス化 / 保存 / 乾燥耐性
Research Abstract

ゼニゴケ培養細胞では,高い乾燥耐性を誘導するためには,細胞をショ糖の含む培地で前培養する必要があり,十分に耐性が高まった細胞は,その含水量が0.05gH_2O/gDW以下になっても高い生存率を示す。この前培養時には,細胞内に複数の熱可溶性タンパク質を含むタンパク質の合成と糖の蓄積が起こる。さらに,乾燥による含水量の低下に伴い,ガラス転移温度以下では細胞内はガラス状態になる。本研究では,細胞の乾燥耐性,ガラス化と熱可溶性タンパク質および糖の関係についてさらに検討し,以下のような結果を得た。(1)前培養時にタンパク合成阻害剤の処理により熱可溶性タンパク質の合成が阻害され,同時に細胞の乾燥耐性が低下した。また,細胞のガラス転移温度が低温側にシフトした。したがって,この熱可溶性タンパク質は細胞の乾燥耐性とガラス形成に関わっていることが示唆された。(2)この熱可溶性タンパク質はいわゆるLEAタンパク質の可能性は高く,さらなる分析を行った。(3)一方,同様な前培養をシロイヌナズナ培養細胞で行ったが,細胞内での糖の蓄積が起こったが,熱可溶性タンパク質の合成は認められず,乾燥耐性の高い増加も見られなかった。しかし,乾燥による含水量の低下と共に生存率は失われるが,細胞はガラス状態になることが明らかになった。(4)これらの細胞における含水量とガラス転移温度の関係についてDSCを用いて詳細に解析すると共にFHRによる解析も試みた。(5)前培養したゼニゴケ培養細胞からプロトプラストを単離し,その乾燥耐性を調べ,培養細胞と同様に高い乾燥耐性を示すことを確かめた。(6)この単離プロトプラストを用いて,細胞内にタンパク質や糖を導入するためのリボソームとの融合条件について検討した。(7)また,FITCで標識したレクチンによるプロトプラスト表面の蛍光染色を行い,乾燥あるいは吸水時の細胞膜の変化を追跡した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Glass formation and desication tolerance in cultured in cultured plant cells.2007

    • Author(s)
      Hatanaka, R. and Y. Sugawara
    • Journal Title

      Cryobiol. Cryotechnol. 54

      Pages: 155-160

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of protein synthesis during preculture in development of desiccation tolerance in suspension-cultured cells of Marchantia polymorpha L.2006

    • Author(s)
      Hatanaka, R., Y.Sugawara
    • Journal Title

      Cryobiology and Cryotechnology 52/2

      Pages: 129-133

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Desiocatiion tolerdnce of protoplasts and their regenerated cells of Marchantia polymorpha L2007

    • Author(s)
      Sugawara, Y., et. al.
    • Organizer
      Plant Biology & Botany 2007
    • Place of Presentation
      Chicago,U.S.A
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ及びシロイヌナズナ培養細胞の常温におけるガラス化2007

    • Author(s)
      畑中 理恵, 菅原 康剛
    • Organizer
      第25回植物細胞分子生物学会(千葉)大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケプロトプラストにおける乾燥耐性2007

    • Author(s)
      佐山 秀明, 菅原 康剛
    • Organizer
      第25回植物細胞分子生物学会(千葉)大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物培養細胞の乾燥時のガラス形成2007

    • Author(s)
      畑中 理恵, 菅原 康剛
    • Organizer
      第53回低温生物工学会セミナー及び年会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物培養細胞の乾燥耐性とガラス形成2007

    • Author(s)
      畑中 理恵, 菅原 康剛
    • Organizer
      日本植物学会第71回大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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