光合成微生物を用いた^<13>C標識化合物の創製と高感度検出システムの開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04660081
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山崎 素直 東京大学, 農学部, 教授 (00011982)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 春巳 東京大学, 農学部, 助手 (70235985) ; 吉村 悦郎 東京大学, 農学部, 助手 (10130303) ; 大久保 明 東京大学, 農学部, 助教授 (20111479)
• Keywords: 光合成微生物 / Euglena / ミドリムシ / ^<13>C-標識化合物 / 安定同位体 / パラミロン

Research Abstract

放射性同位元素の使用上の安全性や廃棄上の問題から、本研究では^<14>Cに代わる安定同位体である^<13>C標識化合物を光合成微生物を用いて創製すること、および標識化合物の高感度分析法を確立し、放射性同位元素を用いない研究方法を開発することにある。光合成微生物としてはEuglena gracilisを用い、^<13>C源としては^<13>C-CO_2をガスとして供給するシステムを考案した。Euglenaは独立栄養培地で光照射下、CO_2を通気しながら最適培養条件を検討した。通常の培養では解放系で通気し、排気はそのまま放出するが、ここでは^<13>C-CO_2を効率的に利用するため、まず培養初期は^<12>C-CO_2で生育させ、適当な生育時期に^<13>C-CO_2に切り替えて通気するスパイク投与法を検討した。^<13>C-CO_2に切り替え中は系をクローズして一定時間培養後、再び元の状態に戻し培養を続ける方式を採った。当面の標識化合物としてパラミロン中のグルコースのラベル化を指標にして検討した。すなわち、投与後、定常期まで生育させ、細胞を集め破砕し、パラミロンを分画する。精製されたパラミロンを酸分解してグルコースの単体とし、NMRでラベル位置と標識量を計測した。ただし、この系では^<13>Cの取り込み量を期待どうりに上げられないこと、また生育のどの時期にスパイクするかでラベル化の割合が変わることなど、投与方法の再検討が必要であった。そこで^<13>C-CO_2を回収し培養槽に再循環をすることによって、効率的に^<13>Cを利用する系を検討した。解放系で連続通気する場合にはCO_2コントローラで定常的な通気が可能であったが、回収再循環の場合には経時的にCO_2濃度が変わるため、これを正確に制御することは意外に難しく、今後センサーを用いて濃度制御をする必要が生じた。現在培養条件毎の^<13>Cラベル化の割合を検討中である。