| 研究課題/領域番号 |
19360370
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
青柳 秀紀 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 准教授 (00251025)
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| 研究分担者 |
福崎 英一郎 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40273594)
田中 秀夫 筑波大学, 名誉教授 (40015657)
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| キーワード | 微生物プロトプラスト / 植物プロトプラスト / 人工細胞壁 / 細胞壁成分 / タキソール / メタボロミクス / バイオリアクター / 有用代謝産物 |
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| 研究概要 |
細胞に代わる有用物質生産の新たな担い手として、微生物や植物の細胞の細胞膜の外側にある細胞壁を除去したプロトプラストに着目し、プロトプラストの機能を高度利用した新規機能性物質の創製と利用を目指し、本研究を遂行した。微生物プロトプラストのモデルとして、パン酵母(Saccharomyces cerevisiae)を対象に、細胞壁を除去した場合の物質移動速度や移動物質の種類や変動を解析した結果、酵母プロトプラストが生産する細胞壁成分を培養液中に分泌、拡散させ、プロトプラストの近傍に蓄積、沈着しないようにすることにより、プロトプラストの状態を維持したまま(プロトプラストが細胞壁を再生し細胞に戻る事なく)、細胞壁成分を大量に培養液中に分泌生産することを明らかにした。種々の培養条件(培地成分、温度、接種濃度、pH、微小重力環境条件など)が細胞壁成分の生産性に及ぼす影響について解析すると伴に、メタボロミクス解析を行うための基礎条件を設定した。また、細胞壁成分の大量生産システムを構築する際に必須となる、細胞壁成分の簡便な回収法および精製法を確立した。植物プロトプラストのモデルとして、木本性植物のイチイ(Taxus cuspidata等)の培養細胞および植物体の葉から作製したプロトプラストを用い、細胞から細胞壁を除去した場合の物質移動速度や移動物質の種類や変動を解析した。その結果、細胞壁を除去したプロトプラストでは、通常の細胞では細胞壁近膀に微量にしか存在しないタキソールなどのタキサン系化合物の分泌生産が促進されることを明らかにした。また、この現象は各種のジャスモン酸類やウロン酸加熱生成物によりさらに促進される事を明らかにした。
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