1996 Fiscal Year Annual Research Report
植物培養細胞における色素配糖体生産機構のモデル化と遺伝子導入による生産制御
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08455379
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古崎 新太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 実 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80206622)
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| Keywords | 植物培養細胞 / 色素配糖体 / アントシアニン / 画像処理 / モデル化 |
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| Research Abstract |
本研究は,イチゴ(Fragaria ananasa)より誘導した培養細胞の増殖および色素配糖体アントシアニンの生産挙動を定量的に表現するモデルを構築し,この色素の生産機構の一端を明らかにすることを目的とした。最大の問題は培養細胞の不均一性にある。具体的には,以下の実験および検討を行った。
(1)画像処理装置を用いた細胞集団中の個々の細胞の形状および色素生産挙動の評価方法の開発
液体懸濁培養した植物集団には,様々なサイズのアグリゲートが含まれている。個々の細胞を評価するために、まず,プロトプラスト化の条件検討を行ない,色素プロファイルに影響を与えない処理条件を確立した。次に,このプロトプラスト集団を工学顕微鏡下でCCDカメラを通じて,デジタル情報として,コンピュータに取り込み,データを画像処理装置で解析することにより,細胞の大きさ,色素含有量などの分布を統計的に処理し定量的に表現する条件を確立した。画像処理による分布の平均値は,従来からの抽出法と良好な相関を示した。画像処理による分布の平均値は,従来からの抽出法と良好な相関を示した。
(2)回分懸濁培養における色素含有量分布の経時変化
イチゴ培養細胞では,通常,光照射によって,色素生産が誘導される。この際の色素含有量分布を上記の方法で検討した結果,培養初期から,比較的高い濃度の色素を蓄積している細胞が存在すること,培養のどの時期においても,色素を生産していない細胞に割合が約40%程度存在すること等が示された。
(3)保護培養の手法を利用した単一細胞の培養(モノセルカルチャー)
酵素処理を加えた単一に近い細胞を,保護培養法によって,軟寒天培地上で培養することが可能となった。今後は,個々の細胞の増殖生産挙動を計測し,ポピュレーションダイナミクスの手法を援用してモデル化していく。
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