不均一な生物細胞の懸濁培養系における簡便な細胞濃度測定法の開発

开发一种测量异质生物细胞悬浮培养系统中细胞浓度的简单方法

• 批准号: 06750817
• 负责人: 青柳 秀紀
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750817/
• 关键词: 浸透圧; 不均一系; 植物細胞; 固形成分含有培地; 微生物細胞; 細胞濃度; ビアラフォス; 糸状菌

不均一な培養系でも使用可能な生物細胞濃度測定法を開発した。生物細胞の増殖に伴う培地成分の変化を総合的にとらえる指標として、培地成分の総モル濃度を反映する培養液の浸透圧に注目し、その変化を追跡することにより培養液中の細胞濃度を推定した。炭素源として2糖類のSucroseを用いたMurashige-Skoog培地でワサビ、タバコ、ニチニチソウおよびイネの細胞培養を行った結果、植物細胞はインベルターゼによってSucroseをGlucoseとFructoseに分解して利用するため、培地成分の総モル濃度が増加し培養液の浸透圧が増加した。その結果、細胞の増殖量(ΔX)と培養液の浸透圧の変化量(ΔP)との間には直接関係は認められなかった。炭素源としてSucroseの代わりにGlucoseを用いて培養した結果、浸透圧の増加は認められず、いずれの植物細胞でも細胞の増殖量と培養液の浸透圧の減少量との間に直線関係(ΔX=kΔP,k;比例定数)が認められ、培養液の浸透圧測定に基づき細胞濃度を推定することが可能となった。2種類の酵母(Saccharomyces cerevisiae,Candida brassicae)を種々の培養条件下で培養した結果、エタノール生産量の大小にかかわらずΔX=k(ΔPc-ΔPp)[ΔPc;培養液の浸透圧の変化量,ΔPp;生産物による浸透圧の変化量]の関係が認められた。両菌株において栄養源として安価な固形成分を含む培地を用いた場合もΔXと(ΔPc-ΔPp)の間に直線関係が認められ、培養液の浸透圧測定に基づき細胞濃度の推定が可能であった。固形成分含有培地において、プロトプラスト化反応を利用し、菌体と固形成分を分離し、菌体量を正確に測定する方法を開発した。微生物農薬Bialaphosの工業生産に用いられている放線菌(Streptomyces hygroscopicus)の固形成分含有培地における増殖経過を培養液の浸透圧測定に基づき推定することが可能であった。本法は、様々な細胞および培養系において有効な細胞濃度測定法である。現在、自動的な測定が可能な浸透圧計の開発について検討中である。

Heterogeneous culture systems can be developed using biological cell concentration assays. Biological cell proliferation is accompanied by the concentration of culture components, which is reflected in the saturation pressure of the culture solution, followed by the concentration of cells in the culture solution. As a result of the cell culture of carbon source and 2 carbohydrate and Sucrose, the concentration of all components in the culture solution increased and the penetration pressure of the culture solution increased. The results, cell proliferation (ΔX) and infiltration pressure (ΔP) of culture medium are directly related to each other. A linear relationship (ΔX=kΔP,k; proportional constant) between the amount of cell growth and the amount of decrease in the osmotic pressure of the culture medium was established for the determination of the osmotic pressure of the culture medium and the estimation of the basal cell concentration. The relationship between the culture results and the productivity of two kinds of yeast (Saccharomyces cerevisiae,Candida brassicae) under the culture conditions is shown as ΔX=k(ΔPc-ΔPp)[ΔPc; change in osmotic pressure of culture medium,ΔPp; change in osmotic pressure of product]. A linear relationship between ΔX and (ΔPc-ΔPp) was established for the determination of culture medium osmotic pressure and the estimation of basal cell concentration. Developed a method for culturing solid components, utilizing platform-based catalytic reactions, separating bacteria from solid components, and accurately measuring the amount of bacteria. In the industrial production of microbial agricultural Bialaphos, the solid components of Streptomyces hygroscopicus contain the basic parameters for the determination of the osmotic pressure of the culture medium. This method includes cell culture and cell concentration determination. Now, automatic determination is possible during the development of the penetration pressure meter.

项目成果

H.Aoyagi and H.Tanaka et al.: "Estimation of microbial cell concentration in suspension culture by the osmotic pressure measurement of culture broth." Biotechnology Techniques. in press. (1995)

H.Aoyagi 和 H.Tanaka 等人：“通过测量培养液的渗透压来估算悬浮培养物中的微生物细胞浓度。”

H.Tanaka and H.Aoyagi et al.: "Estimation of cell biomass in plant cell suspensions by the osmotic pressure measurement of culture broth." Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 501-504 (1993)

H.Tanaka 和 H.Aoyagi 等人：“通过测量培养液的渗透压来估算植物细胞悬浮液中的细胞生物量。”