Transgenic plant cell cultures for the production of biopharmaceuticals including monoclonal antibodies, recombinant proteins have been regarded as an alternative platform in addition to traditional microbial fermentation and mammalian cell cultures. Plant-made pharmaceuticals (PMPs) have several advantages such as safety, cost-effectiveness, scalability and possibility of complex post-translational modifications. Increasing demand for the quantity and diversity of pharmaceutical proteins may accelerate the industrialization of PMP technology. Up to date, there is no plant-made recombinant protein approved by USFDA (Food and Drug Administration) for human therapeutic uses due to the technological bottlenecks of low expression level and slight differences in glycosylation. Regarding expression levels, it is possible to improve the productivity by using stronger promoter and optimizing culture processes. In terms of glycosylation, humanization has been attempted in many ways to reduce immune responses and to enhance the efficacy as well as stability. In this review article, all these respects of transgenic plant cell cultures were summarized. In addition, we also discuss the general characteristics of plant cell suspension cultures related with bioreactor design and operation to achieve high productivity in large scale which could be a key to successful commercialization of PMPs.
Transgenic Nicotiana tabacum cells were cultivated for the production of murine granulocyte macrophage-colony stimulating factor (mGM-CSF) in both a stirred tank bioreactor and an airlift bioreactor with draft tube. Cell growth and mGM-CSF production in the airlift bioreactor were found to be better than those achieved in the stirred tank bioreactor. In the airlift bioreactor, 9.0g/L of cells and 2.2ng/mL of mGM-CSF were obtained (11.0g/L and 2.4ng/mL, respectively in shake flasks). Although the lag period was prolonged and mGM-CSF production was lowered by 33% in the stirred thank bioreactor as compared to the control culture, the maximum cell density was increased up to 12.0g/L due to better mixing by agitation at the higher cell density.
Guggulsterone, a hypolipidemic natural agent, is produced in resin canals of the plant Commiphora wightii. In this study, the stimulatory effects of growth retardants [ALAR (N,N-dimethylaminosuccinamic acid) and CCC (chlormequat chloride)] and fungal elicitor on guggulsterone accumulation in cell cultures of C. wightii are reported. CCC at $1\;mg\;l^{-1}$ enhanced guggulsterone content (${\sim}123\;{\mu}g\;l^{-1})$ when added on the fifth day after inoculation, while ALAR at $2.5\;{\mu}g\;l^{-1}$ increased guggulsterone content (${\sim}116\;{\mu}g\;l^{-1}$) when added on the tenth day. In a two-stage fed-batch process, combined treatment with fungal elicitor and growth retardant caused a significant increase (${\sim}353\;{\mu}g\;l^{-1}$) in guggulsterone content in cell cultures after 17 days of growth. This represents an approximately fivefold increase over the guggulsterone contents in initial cultures of this plant.
Oh, Mira;Han, Jae Woo;Lee, Chanhui;Choi, Gyung Ja;Kim, Hun
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제28권6호
/
pp.968-975
/
2018
In the course of screening for microbes with nematicidal activity, we found that Enterobacter asburiae HK169 displayed promising nematicidal activity against the root-knot nematode Meloidogyne incognita, along with plant growth-promoting properties. Soil drenching of a culture of HK169 reduced gall formation by 66% while also increasing root and shoot weights by 251% and 160%, respectively, compared with an untreated control. The cell-free culture filtrate of the HK169 culture killed all juveniles of M. incognita within 48 h. In addition, the nematicidal activity of the culture filtrate was dramatically reduced by a protease inhibitor, suggesting that proteolytic enzymes contribute to the nematicidal activity of HK169. In order to obtain genomic information about the HK169 isolate related to its nematicidal and plant growth-promoting activities, we sequenced and analyzed the whole genome of the HK169 isolate, and the resulting information provided evidence that the HK169 isolate has nematicidal and plant growth-promoting activities. Taken together, these observations enable the future application of E. asburiae HK169 as a biocontrol agent for nematode control and promote our understanding of the beneficial interactions between E. asburiae HK169 and plants.
Cell growth and ginseng saponin production by large-scale suspension (bioreactor) cultures of Panax ginseng were investigated under various inoculum sizes. Cell growth was low at an inoculum size of 40 g FW/L, and the maximum cell growth was obtained with increasing inoculum size up to 100 g FW/L. The cell density of 333 g FW/L and 12.7 g DW/L was obtained at inoculum size of 100 g FW/L after 30 days of cultivation. Maximum saponin production of $4.40\;\cal{mg/g}$ DW was achieved at 60 g FW/L of inoculum size. Thus, inoculum size 60 g FW/L was suitable for optimum biomass accumulation as well as saponin production during bioreactor cultivation of ginseng suspension cells.
Plant-derived natural products have been and will continue to be valuable sources. Elicitors have been employed to modify cell metabolism in order to enhance the productivity of useful metabolites in plant cell/tissue cultures. In this study, several elicitors were used to improve the productivity of useful metabolites and to reduce culture time for archiving high concentration in P. ginseng hairy root cultures. The addition of chitosan, chitosan oligosaccharide and alginate oligosaccharide to the culture of P. ginseng hairy roots caused growth to be inhibited with the increase in elicitor concentration. The usage of the chitosan elicitor and D-glucosamine caused a slight decrease in hairy root growth, whereas total ginseng saponin accumulated slightly with the increase in elicitor concentration. When gel beads were added to the culture medium at the initial period, hairy root growth was enhanced. The maximum growth was 1.35 times higher than that of the control at $1\%$ (w/v). Total ginseng saponin content decreased due to the addition of alginate beads. This would result in consistent diffusion of lower levels of calcium ions during the culture period that promotes biomass growth.
To investigate the characteristics of immobilized peppermint (Mentha piperita) cells, dry cell weight (DCW), change of cell viability, and oil productivity of the immobilized cells were determined. Peppermint cells were immobilized in polyurethane (PU) foams of $5{\times}5{\times}5$ mm and cultured in a shaking flask. The maximum DCW was 2.1 mg per foam piece after 20 days of cultivation and the cell density was approximately 420 mg per flask containing 200 foams in 200 ml medium. For the first five days of cultivation, the cell viability was about 80$%$ and decreased to 70$%$ during 5 to 20 days of cultivation. The maximum oil productivity, 148 mg/l was achieved after 40 days of cultivation. The immobilized cells were also cultivated in a bioreactor, equipped with a round spiral type impeller, containing 2, 400 PU foams. The cell viability after 30 days of cultivation with chitosan as an elicitor in the bioreactor was 67$%$ and DCW was 2.0 mg per foam piece. Though the cell viability was relatively high in the bioreactor system, the oil productivity was relatively lower than that of the flask system.
Samples were collected from a commercial ethanol production plant to enumerate the bacterial contamination in each step of a starch based ethanol production process. Though the slurry of raw material used in the process carried bacteria with various colony morphology in the order of $10^4$ per ml, only the colonies of white and circular form survived and propagated through the processes to the order of $10^8$ per ml at the end of fermentation. Almost all of the bacterial isolates from the fermentation broth were lactic acid bacteria. Heterofermentative Lactobacillus fermentum and L. salivarius, and a facultatively heterofermentative L. casei were major bacteria of an ethanol fermentation. In a batch fermentation L. fermentum was more detrimental than L. casei to ethanol fermentation. In a cell-recycled fermentation, ethanol productivity of 5.72 g $I^{-1} h^{-1}$ was obtained when the culture was contaminated by L. fermentum, whilst that of the pure culture was 9.00 g $1^{-1} h^{-1}$. Similar effects were observed in a cell-recycled ethanol fermentation inoculated by fermentation broth collected from an industrial plant, which showed a bacterial contamination at the level of 10$^8$ cells per ml.
The kinetics of Ti-transformed Salvia miltiorrhiza cell cultures was studied in 250-$m\ell$ shake flasks by using B5 medium with addition of 30 gfL of sucrose. In the cell cultures, the maximum cell mass obtained was 11.5 g DW/L on day 15. The highest amount of phenolic compounds - rosmarinic acid (RA) and lithospermic acid B (LAB) reached 871.3 mg/L (day 15) and 121.3 mg/L (day 13), respectively. The total tanshinone production, i.e., intracellular plus extracellular cryptotanshinone, tanshinone 1, and tanshinone IIA, was 5.3 mg/L on day 13. For the cultivations in 2.4-L stirred bioreactors, the residual sugar level and medium conductivity were a little higher in a small turbine impeller reactor ($T_s$) than those in a large turbine impeller reactor ($T_L$), while a higher cell density was obtained in the $T_L$. For the production of tanshinones and phenolics, better results were obtained in the $T_L$ than in the $T_s$. In the $T_L$, similar or even a little higher production titers of tanshinones and phenolic compounds were achieved compared to those in the flasks. The results suggest that the shake flask results could be successfully scaled up to the $T_L$ reactor. Such a large impeller reactor like $T_L$ may be better than a small impeller one for the large-scale production of the valuable metabolites by the suspension cultures of Ti transformed S.miltiorrhiza cells. This is considered due to the beneficial culture environment in the $T_L$, such as low shear rates as estimated theoretically.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.