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2017 年度 実績報告書

ナノバブルによるプロトプラスト機能の活性化と有用物質の高速度生産システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04569
研究機関筑波大学

研究代表者

青柳 秀紀  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00251025)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードナノバブル / エチレン / プロトプラスト / マイクロバブル / バイオリアクター / 有用物質生産 / 追熟 / 細胞壁
研究実績の概要

本研究では、植物有用物質生産と果実追熟へのENBの活用を目指し、(1) ENBがイチイ培養細胞のpaclitaxel生産に及ぼす影響の解析と効率的生産、(2) ENBがバナナの追熟に及ぼす影響の解析、について検討を行った。
日本イチイと黄金イチイの培養細胞を作成し、ENBを含むWP培地で懸濁培養した結果、コントロールと比べpaclitaxel生産量が増加した。エリシターであるメチルジャスモン酸(MeJA)とENBを含むWP培地で培養した結果、培養7日目の日本イチイ培養細胞の単位細胞あたりのpaclitaxel生産量はコントロールの約7.6倍の2.9 (μg /mg-dry cell) を示し、培養液中への分泌生産が促進された。ENBやMeJAを含む培地の交換を行い培養した結果、paclitaxel生産量が著しく増大した(WP培地の培地交換なし:4.1 [mg/L]、WP+ENB+MeJA培地の交換有り:21.9 [mg/L])。培地交換による複数回のENB、MeJA添加は、さらにpaclitaxelの生産を更に促進することが示唆された。また、イチイの細胞とプロトプラストではプロトプラストの方がENBに対する感受性が高い傾向が示された。以上の、得られた知見を活用したバイオリアクターを構築した。
産業界ではエチレンガスを使用して果実追熟をおこなっていることに着目し、ENBがバナナの追熟に及ぼす影響を解析した。未熟状態のバナナ果実(Bobby:低地栽培とSweetio:高地栽培の2種類)を、ENBを含む水溶液に5分間浸漬後、20℃で、成熟進度を解析した。ENBを作用させたバナナではコントロールと比較して、果皮色の変化、クロロフィルの減少、硬度低下、糖度上昇が高速度でみられた。また、ENBとMeJAを作用させることで追熟促進効果がみられた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Practices of shake-flask culture and advances in monitoring CO2 and O22018

    • 著者名/発表者名
      Masato Takahashi, Hideki Aoyagi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: in press ページ: 1-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00253-018-8922-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable antibacterial silver nanoparticles produced with seed-derived callus extract of Catharanthus roseus2017

    • 著者名/発表者名
      Dandy Ahamefula Osibe, Nneka Virginia Chiejina, Kazuyoshi Ogawa, Hideki Aoyagi
    • 雑誌名

      Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology

      巻: 22 ページ: 1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/21691401.2017.1367927

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a circulation direct sampling and monitoring system for O2 and CO2 concentrations in the gas-liquid phases of shake flask systems during microbial cell culture2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Takahashi, Yoshisuke Sawada, Hideki Aoyagi
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 7 ページ: 163

    • DOI

      DOI 10.1186/s13568-017-0464-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inactivation of Escherichia coli O157:H7 by treatment with different temperatures of micro-bubbles ozone containing water2017

    • 著者名/発表者名
      Chuajedton, A., Aoyagi, H., Uthaibutra, J., Pengphol, S., Whangchai, K.
    • 雑誌名

      International Food Research Journal

      巻: 24 ページ: 1006-1010

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of ozone microbubbles and ultrasonic irradiation on pesticide detoxification in tangerine cv. Sai Nam Pung2017

    • 著者名/発表者名
      Whangchai, K., Uthaibutra, J., Nuanaon, N., Aoyagi, H.
    • 雑誌名

      International Food Research Journal

      巻: 24 ページ: 1135-1139

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] LAL固定化ビーズを用いたエンドトキシンの高感度・迅速検出法の開発と利用2017

    • 著者名/発表者名
      猪瀬陽加、青柳秀紀
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] LAL固定化ビーズ法を用いたグラム陰性菌の培養に伴うエンドトキシンの遊離特性の定量的解析(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      大瀧賀也、青柳秀紀
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 振盪フラスコ培養中のフラスコ気相部が培養微生物群集に及ぼす影響の解析2017

    • 著者名/発表者名
      高橋将人、青柳秀紀
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] Hydrogen phosphate ion as novel accelerator and inhibitor of Maillard reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Ajeeta Anand, Hideki Aoyagi
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会

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公開日: 2021-12-27  

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