流体シアストレスに対する植物培養細胞の動的応答の解明

阐明培养植物细胞对流体剪切应力的动态响应

• 批准号: 07750875
• 负责人: 武田 俊哉
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Teikyo University of Science & Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750875/
• 关键词: 植物細胞培養; 攪拌槽; 流体ストレス; ストレス応答; カルシウム; NAD(P)H; アクチン繊維; 活性酸素

本研究は,攪拌ストレスに対する植物細胞の代謝応答機構を解明することを目的とした。これまでの検討により,細胞破壊が生じる以前に膜透過選択性,呼吸活性,ATP含有量が,攪拌速度の増加に伴い低下すること,攪拌ストレスにより細胞内カルシウムイオン濃度が増加することを確認した。本年度は,ベニバナ細胞を用いてNAD(P)H,アクチン繊維量,活性酸素生成量の攪拌ストレスによる変化の測定およびカルシウム阻害剤の効果の検討を行った。攪拌槽培養は,6枚翼ディスクタービン型攪拌翼,邪魔板(3枚,幅8mm)付き攪拌槽(培養液量550mL)を用いて,攪拌速度500rpmの条件で行った。対照培養としてフラスコ振とう培養を行った。NAD(P)Hは自蛍光測定,アクチン繊維量は特異吸着を行う蛍光色素NBD-ファラシジンの吸着量測定,活性酸素量はNBT還元活性測定により評価を行った。その結果,NAD(P)H,アクチン繊維量,活性酸素生成量のいずれも攪拌ストレスにより低下を示した。また細胞膜に存在する膜電位依存性カルシウムチャンネルの阻害剤であるベラパミルを添加した場合,攪拌ストレスによる細胞内カルシウム濃度の増加が抑制されるとともに,NAD(P)H,アクチン繊維量,活性酸素生成量および膜の透過選択性の低下も抑制された。活性酸素生成量については、アジ化ナトリウムの添加によっても低下が抑制されたため,アジ化ナトリウムにより活性が阻害される活性酸素消去系であるカタラーゼの寄与が推察された。以上の結果より,攪拌ストレスに対する代謝応答として,NAD(P)H消費反応,カタラーゼ活性化,アクチンの重合阻害が,細胞外から電位依存性チャンネルを通じて動員されるカルシウムイオンの媒介により生じていることが推察された。

The purpose of this study is to clarify the metabolic response mechanism of plant cells. The results showed that the membrane permeability, respiratory activity,ATP content, agitation speed and intracellular concentration increased before cell disruption. This year, we conducted a study on the effects of NAD(P)H, vitamin C, and active acid production on the development of cell culture. Agitation tank culture: 6 pieces of wing type stirring wing, evil plate (3 pieces, width 8mm), stirring tank (culture medium volume 550mL), stirring speed 500rpm. The culture of the plant NAD(P)H is determined by self-absorption, specific absorption, absorption of photochrome NBD-1, active acid content, and activity determination of NBT. As a result,NAD(P)H, the amount of active acid, and the amount of active acid produced in the medium were lower than those in the medium. In the presence of membrane potential-dependent inhibitors, the increase in intracellular concentrations of NAD(P)H, NAD The active acid production quantity is reduced, the activity is inhibited, and the active acid elimination system is detected. As a result, the metabolic response to agitation,NAD(P)H consumption, activation, recombination and inhibition, and extracellular potential-dependent cell growth were investigated.