2000 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子組換えイネ細胞による難治性疾患治療用タンパク質の大量生産に関する基礎的研究
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11650821
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
寺嶋 正明 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (30172092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 弘之 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50081360)
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| Keywords | イネ細胞 / 遺伝子組換えタンパク質 / アンチトリプシン / 高密度培養 / 比増殖速度 / 連続培養 / 分泌生産 / 医療用タンパク質 |
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| Research Abstract |
遺伝子組換えイネ細胞を培養することにより、代表的な難治性疾患治療用タンパク質ヒトα_1-アンチトリプシン(AAT)を大量に分泌生産させるために基礎的検討を行い、以下の成果を得た。
(1)遺伝子組換えイネ細胞の増殖速度は非組換え細胞と同じであり、遺伝子組換え操作の細胞増殖速度への影響はない。また、イネ細胞の比増殖速度は約0.3d^<-1>であり、他の植物細胞と同程度であった。
(2)イネ増殖時の酸素物質移動係数K_Laは7-8h^<-1>であったが、通気速度の細胞増殖速度への影響はみられなかった。
(3)イネ細胞の増殖時、および組換えタンパク質の生産時にはアンモニアが数-10mM放出されたが、AAT生産性への影響はみられなかった。
(4)生産用培地の浸透圧の調整を行うことにより、細胞の崩壊を減少でき、目的生産物の培地中でのプロテアーゼによる分解を抑えることができる。
(5)ピルビン酸を組換えタンパク質生産時の炭素源として用いて、AATの生産量を約3倍に増加させることができた。
(6)連続培養法を用いてAATの連続生産を行うことが可能であることが示された。
(7)回分培養操作で培地中の糖濃度が減少した時点で、新鮮培地と交換するという方法で遺伝子組換えイネ細胞を14g-dry cell/Lの高密度で培養することができた。
(8)回分培養法における最適な生産条件でのAATの生産性は48時間で25mg/g-dry cellであったので、少なくとも約350mg/LのAATを生産できることが示された。
本研究で用いた組換えタンパク質発現系は糖濃度の減少により目的タンパク質を誘導できること、誘導時間が10時間程度と短いこと、目的タンパク質の発現量が48時間程度で25mg/g-dry cellに達するなどの特徴を持ち、本研究により微生物による遺伝子組換えタンパク質生産系に匹敵する生産性を示すことが明らかにされた。今後、以上の成果をふまえたプロセス工学的検討を今後行うことにより、植物細胞培養による遺伝子組換えタンパク質の大量生産を実現することができると期待できる。
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[Publications] M.Terashima,Y.Ejiri,N.Hashikawa H.Yoshida: "Effect of osmotic pressure on human α_1-antitrypsin-production by plant cell culture"Biochemical Engineering Journal. 4・1. 31-36 (1999)
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[Publications] M.Terashima,Y.Ejiri,N.Hashikawa,H.Yoshida: "Effects of sugar concentration on recombinant human al-antitrypsin production by genetically engineered rice cell"Biochemical Engineering Journal. 6・3. 201-205 (2000)
