• 제목/요약/키워드: high cell-density culture

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Fermentation Process Development of Recombinant Hansenula polymorpha for Gamma-Linolenic Acid Production

  • Khongto, B.;Laoteng, K.;Tongta, A.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제20권11호
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    • pp.1555-1562
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    • 2010
  • Development of the strain and the fermentation process of Hansenula polymorpha was implemented for the production of ${\gamma}$-linolenic acid ($GLA,\;C18:3{\Delta}^{6,9,12}$), an n-6 polyunsaturated fatty acid (PUFA) that has been reported to possess a number of health benefits. The mutated ${\Delta}^6$-desaturase (S213A) gene of Mucor rouxii was expressed in H. polymorpha under the control of the methanol oxidase (MOX) promoter. Without the utilization of methanol, a high-cell-density culture of the yeast recombinant carrying the ${\Delta}^6$-desaturase gene was then achieved by fed-batch fermentation under glycerol-limited conditions. As a result, high levels of the ${\Delta}^6$-desaturated products, octadecadienoic acid ($C18:2{\Delta}^{6,9}$), GLA, and stearidonic acid ($C18:4{\Delta}^{6,9,12,15}$), were accumulated under the derepression conditions. The GLA production was also optimized by adjusting the specific growth rate. The results show that the specific growth rate affected both the lipid content and the fatty acid composition of the GLA-producing recombinant. Among the various specific growth rates tested, the highest GLA concentration of 697 mg/l was obtained in the culture with a specific growth rate of 0.08 /h. Interestingly, the fatty acid profile of the yeast recombinant bearing the Mucor ${\Delta}^6$-desaturase gene was similar to that of blackcurrant oil, with both containing similar proportions of n-3 and n-6 essential fatty acids.

Internal Filter feedback system을 이용한 고농도 세포배양 (High Density Cell Culture with Internal Filter Feedback System)

  • 이우기;이용석;장호남;장용근
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1993년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.40-41
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    • 1993
  • 생물 ㅏ반응기의 생산성을 높이기 위해서는 반응기내의 미생물 농도를 높이는 것이 필요하다. 미생물 농도를 높이기 위한 한 방법으로써 막을 이용한 미생물 재순환에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 이러한 연구들은 발효조 밖에서 막을 이용하여 미생물을 분리하여 다시 발효조 내로 순환시키는 방법이 주를 이루어 왔으나 이들은 공정이 복잡하고 고분자 합성막을 이용한 경우 고온 멸균의 어려움이 있는등 산업화하는데 여러가지 문제점을 가지고 있었다.

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동물세포 배양액으로부터 암모늄 이온의 동시제거를 위한 고정화 흡착제의 개발과 동물세포 배양 시스템에의 응용: I. 고정화 흡착시스템 개발 (Development of an Immobilized Adsorbent for in situ Removal of Ammonium Ion from Mammalian Cell Culture Media and its Application to a Mammalian Cell Bioreactor: I. Development of Immobilized Adsorbent System)

  • 박병곤;민용원;전계택;김익환;정연호
    • KSBB Journal
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    • 제13권4호
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    • pp.404-410
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    • 1998
  • CHO 세포외 성장 및 생산성을 저해하는 엄포늄 이온의 동시 제거를 위해 PhJlhpsite~Gismondine 합성 zeolite가 alginate, cellulose acetate. dialysis membrane에 고정화된 흡착제가 개발되었다. 고정화 흡착체에 의한 암모늄 이온의 제거 효율 및 비에 따른 세표성장의 증진효과를 비교한 결과 최적의 고정화 흡착제로 membrane type이 선정되었다. 암모늄 이온의 제거 효파를 더욱더 명확하게 하고 고멸도의 세포 배양을 모사하가 위하여 8mM의 ammonium chloride를 첨가하고 membrane type 고정화 흡착제를 투여하여 암모늄 이온의 동시제거 효과를 조사한 결과 최대 세포 농도가 3배 이상 증가하였으며 생존율 역시 증가하였고 40%정도의 tPA 생산성 향상올 보여 주었다­. 이러한 증진 효과는 암모늄 이온의 고농도 시스템일수록 커졌다. 고정화 흡착제의 최적 투며 시기를 조사해본 결과 ammonium chlonde를 첨가하지 않았을 때 membrane type 고 정화 흡착제의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 48시간이었고, 8mM의 ammonium chloride를 침가한 경우의 최적 투여 시기는 배양 시작 후 72시간이었다.

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L-Methionine과 Phosphate의 제한 공급에 의한 Escherichia coli MT201로부터의 고농도 L-Threonine 생산 (High Production of L-Threonine using Controlled Feeding of L-Methionine and Phosphate by Escherichia coli Mutant)

  • 이만효;이홍원;김병진;김천석;정준기;황용일
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.149-153
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    • 2004
  • 븐 연구에서는 E. coli MT201을 이용한 L-threonine 발효공정을 확립하였다. 회분식 배양에서 L-threonine생산이 균체 증식과 더불어 증가하는 증식과 연관된 형태의 생산 곡선을 보여주었다. L-Threonine 생산에 대한 조건을 확립하기 위한 유가식 배양에서 첨가배지내 최적 효모추출물과 포도당의 농도는 각각 60 g/$\ell$와 600 g/$\ell$이였으며, 약 87 g/$\ell$의 L-threonine이 생산되었다. 유가식 배양에서도 L-threonine 생산은 회분식 배양과 마찬가지로 균체량의 증가와 더불어 L-threonine 생산이 증가하는 증식과 연관된 형태를 보여주었다. 이러한 결과를 바탕으로 적절한 균체량의 증가와 L-threonine 생산성 향상을 위하여 L-methionine과 인산염이 추가로 공급된 첨가배지를 이용한 고농도 배양 조건이 확립되었다. 한편 고농도 배양에 따른 용존산소의 결핍을 해결하기 위하여 산소가 포함된 혼합공기를 사용하였다. 최적화된 유가식 배양 결과 균체 증식도 원활하게 증가하였으며, L-threonine의 생산도 약 98 g/$\ell$로 향상되었다. 이때 L-threonine의 생산성은 약 3.85 g/$\ell$/h이었다.

Identification of Niche Conditions Supporting Short-term Culture of Spermatogonial Stem Cells Derived from Porcine Neonatal Testis

  • Park, Min Hee;Park, Ji Eun;Kim, Min Seong;Lee, Kwon Young;Yun, Jung Im;Choi, Jung Hoon;Lee, Eunsong;Lee, Seung Tae
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.221-228
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    • 2014
  • Despite that porcine spermatogonial stem cells (pSSCs) have been regarded as a practical tool for preserving eternally genetic backgrounds derived from pigs with high performance in the economic traits or phenotypes of specific human diseases, there were no reports about precise definition of niche conditions promoting proliferation and maintenance of pSSCs. Accordingly, we tried to determine niche conditions supporting proliferation and maintenance of undifferentiated pSSCs for short-term. For these, undifferentiated pSSCs were progressively cultured in different composition of culture medium, seeding density of pSSCs, type of feeder cells and concentration of growth factors, and then total number of and alkaline phosphatase (AP) activity of pSSCs were investigated at post-6 day culture. As the results, the culture of $4{\times}10^5$ pSSCs on mitotically in activated $2{\times}10^5$ STO cells in the mouse embryonic stem cell culture medium (mESCCM) supplemented with 30 ng/ml glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) was identified as the best niche condition supporting effectively the short-term maintenance of undifferentiated pSSCs. Moreover, the optimized short-term culture system will be a basis for developing long-term culture system of pSSCs in the following researches.

Suspension Culture of Gardenia jasminoides Ellis Cell for Production of Yellow Pigment

  • Kim, Sang-Hwa;Park, Young-Goo;Lee, Yong-Hyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제1권2호
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    • pp.142-149
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    • 1991
  • Gardenia callus was induced in MS medium containing $10{\;}{\mu}M$ of 2,4 diphenoxy acetic acid (2,4-D), $1{\;}{\mu}M$ kinetin, and 3% sucrose in the dark. $B_5$ medium was identified to be the most adequate medium for cell growth. Indole-3-acetic acid (IAA) was better growth regulator than 2,4-D not only for cell growth but slso for carotenoid production. Ligt also played a critical role on synthesis of carotenoid. Gardenia cells grown in $B_5$ medium could utilize a polysaccharide, soluble starch, as a carbon source. The cell growth was stimulated in $B_5$ medium fortified with 0.2% yeast extract. The optimum pH for cell growth was 5.7. High density cultures can be maintained by increasing inoculum size and medium concentration accordingly. Specific growth rate and mass doubling time were 0.095 $day^{-1}$ and 7.3 days, respectively. The cell immobilized in alginate tends to formulate more enlarged vacuoles containing yellow pigment compared with those of suspended cell. Carotenoid content of immobilized cell was about $264.4{\;}{\mu}g/g$ fresh weight (F.W.) corresponding twice of the content of suspended cell ($112.08{\;}{\mu}g/g$ F.W.). The color of gardenia cell was shifted from yellow to red when carbohydrase-secreting fungus, Trichoderma reesei, was co-cultivated with gardenia cells.

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CHO 세포의 저온배양에서 Glycine Betaine이 재조합 FSH의 생산에 미치는 영향 (Effect of Glycine Betaine on Follicle-Stimulating Hormone Production by Chinese Hamster Ovary Cells at Low Culture Temperature)

  • 윤성관;안용호
    • KSBB Journal
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    • 제22권2호
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    • pp.109-113
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    • 2007
  • 본 연구에서는 FSH를 생산하도록 유전자 조작된 CHO 세포의 저온배양이 세포성장과 FSH의 생산에 미치는 영향을 알아보았다. 28$^{\circ}C$에서 배양하였을 때 세포의 성장은 억제되었으나 37$^{\circ}C$에서의 배양에 비하여 세포생존율이 더 오랫동안 높게 유지되었고 최대 FSH의 양도 14배 증가하였다. 28$^{\circ}C$에서의 회분식 배양의 경우 배지에 15 mM의 GB를 첨가하였을 때 최대세포농도와 FSH 양은 GB를 첨가하지 않았을 때에 비하여 각각 11%, 17% 증가하였다. 28$^{\circ}C$에서의 유사배지 교환식 배양의 경우 15 mM의 GB를 포함하는 배지를 교환하였을 때 세포생존율이 GB를 포함하지 않는 배지를 교환하였을 때에 비하여 더 높게 오랫동안 유지되어 최종적으로 배양기간을 4일간 더 연장할 수 있었다. 이러한 배양기간의 연장으로 인하여 15 mM의 GB를 포함하는 배지를 교환하는 유사배지 교환식 배양에서 총 $2,058{\mu}g$의 FSH를 얻었고 이는 GB를 포함하지 않는 배지를 교환하는 유사배지 교환식 배양에 비하여 1.4배 증가한 것이다. 본 연구를 통하여 저온배양에 있어서 배지에 GB를 첨가함으로써 CHO 세포에서의 재조합단백질 생산을 증대시킬 수 있다는 것을 알았다.

교반형 막 반응기를 이용한 재조합 인간 세포의 무혈청 배지에 의한 $\gamma$-Interferon의 생산 (Economic Production of $\gamma$-Interferon from Recombinant Human Cells in Serum Free Medium by a Moving Aeration Membrane Bioreactor)

  • 박영식;김현규;임서규;박경유;이현용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.389-394
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    • 1994
  • 8 X 10$^{6}$(viable cells/ml) of maximum cell density and 9000(IU/ml) of $\gamma$-IFN production were obtained at 55(ml/hr) of a perfusion rate by cultivating HSF cells using a moving membrane aeration bioreactor. This system proves to be an efficient culture process by maintaning 90% of viable cells during the whole cultivation periods. The metabolic molar quotient of glucose to lactate was 0.81 for overall ranges of glucose consumed while the evolution of ammonia was not linearly related to the consumption of glutamine. Low molar conversion ratio was observed in low consumptions of glutamine and high molar conversion ratio in high comsumptions. It also shows that the glutamolysis plays important role in the steady state conditions by evolving larger quantities of ammonia than lactate. At the above of 50 rpm, which is the optimum agitation speed for this bioreactor, the cell growth was severely affected while the IFN production was less decrea- sed, maintaing 1.5 X 10$^{-3}$(IU/cell/day) specific IFN production rate. The cumulatvie $\gamma$-IFN production was 7.2 X 10$^{8}$(IU) for 70 days of the cultivation, which yields 1 X 10$^{7}$ (IU/day) of IFN production rate. Therefore, a commercial production of $\gamma$-IFN by this culture process can be achievable by maintaining the above IFN productivity in a scaled-up culture system.

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