液胞への光増感ターゲティング分子の開発と局所細胞破砕を伴う培養プロセスの構築

开发针对液泡的光敏靶向分子并构建涉及局部细胞破坏的培养过程

• 批准号: 12019247
• 负责人: 紀ノ岡 正博
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12019247/
• 关键词: 植物毛状根; 位置的機能分布; 液胞; 植物培養; 蛍光色素; 分化

毛状根は,増殖,生成,蓄積の3つの部位からなる組織体であり,根の先端(生長点)の増殖部位では,細胞分裂が活発に行われ伸長・分枝を繰り返す低年齢の分裂細胞が存在し,生成部位では有用物質の生成が行われる中年齢の細胞からなり,蓄積部位では,有用物質を蓄積した高年齢の成熟細胞からなる.その結果,毛状根全体としては,培養中に増殖および有用物質生成を同時に行うことのできる有望な素材であり,蓄積部位からのみ有用物質を連続回収する培養が有効であると考えられる.本研究では,毛状根培養中に液胞が発達した有用物質生産部位に対し,ターゲティング能を有する機能性分子を用いた連続破砕システムを開発を目指した.その際,モデル毛状根細胞として,セイヨウアカネ,セイヨウワサビ毛状根を用いた.機能発現として,細胞活性を示す酸素吸収速度分布を,外的ストレスの応答性としては,機械的切断に対する毛状根切片からの発根数の変化として,毛状根内の機能発現に対する位置的分布の解明するとともに,速度論的解釈を行うことができた.さらに,機能発現の位置的分布を迅速に測定するために,蛍光色素を用いたシステムの構築を試みた.得られたシステムにより,種々の毛状根を用い,機能発現の位置的分布を測定し,毛状根間の比較を行った.さらに,機能発現の様子を動的に捉えたデータにより,速度論的解析を行った.また,液胞を染色できる蛍光色素の選択,および,上記で得られた機能発現に対して,分化の程度の指標となる液胞体積に対して相関をもとめた.ここで,細胞内の液胞占有率を指標とし,発根能(発根数,発根時間)を相関付けることができ,毛状根の位置的な増殖能,代謝産物生成能についての基礎的なデータベースの構築を終えた.液胞へのターゲティング能を有する機能性素子の開発としては,FDAの色素が液胞内に選択的に取り込まれることを確認できた.

毛茸茸的根是由三个地点组成的组织体：增殖，生产和积累。在根尖的增殖部位（生长点），有一些年轻的分裂细胞正在积极接受细胞分裂并反复伸长和分支，在生产部位，在产生有用的物质的中年细胞中，在积累部位，有成熟的细胞会积累有用的物质。结果，整个毛根是一种有前途的材料，可以同时生长并在培养物中以及从积累部位生长并产生有用的物质。人们认为，不断恢复有用物质的文化有效。在这项研究中，我们旨在使用具有靶向性能的功能分子来开发一个连续的粉碎系统，这些功能分子是在毛状根培养过程中液泡发展的有用物质的生产位点。在这项研究中，我们使用了模型的毛根细胞，藻类和辣根毛状根。作为功​​能表达，我们使用了指示细胞活性的氧吸收速率分布，以及对外部应力的反应，从毛状根部到机械切割的根数量。作为系统的变化，我们能够阐明毛根中功能表达的位置分布并执行动力学解释。此外，我们尝试使用荧光染料构建系统，以快速测量功能表达的位置分布。使用获得的系统，我们使用各种毛根测量了功能表达的位置分布，并比较了毛状根。此外，我们使用动态捕获功能表达状况的数据进行了动力学分析。此外，我们执行的荧光颜色可以弄脏液泡。我们已经确定碱的选择和上述功能表达与液泡的体积相关，这是分化程度的指标。在这里，我们可以将细胞内液泡占用率用作指数，并且可以将生根能力（根数，生根时间）相关联，并且我们已经完成了基本数据库的构建，以实现毛状根的位置生长和代谢物生产能力。作为具有靶向液泡的功能元素开发的一部分，我们已经确认FDA色素被选择性地纳入液泡中。

项目成果

紀ノ岡正博: "光独立栄養毛状根の増殖特性とその利用"平成12年日本生物工学会年会. 287 (2000)

Masahiro Kinooka：“光合自养毛状根的增殖特性及其利用”日本生物工程学会2000年年会287（2000）。

Kazuaki Ninomiya: "Influence of herbicides on proliferation of pak-bung hairy roots with photosynthesis"化学工学会第33回秋季大会. Z135 (2000)

Kazuaki Ninomiya：“除草剂对 pak-bung 毛状根增殖与光合作用的影响”第 33 届化学工程师学会秋季会议 Z135（2000 年）。

Masahiro Kino-oka: "Segmentation of plant hairy roots promotes lateral root emergence and subsequent "J.Biosci.Bioeng.. 88. 690-692 (1999)

Masahiro Kino-oka：“植物毛状根的分割促进侧根的​​出现和随后的”J.Biosci.Bioeng.. 88. 690-692 (1999)

Masahiro Kino-oka: "Advances in Biochemical Enginerring/Biotechnology"Springer-Verlag (In press). (2000)

Masahiro Kino-oka：“生化工程/生物技术的进展”Springer-Verlag（印刷中）。