Haematococcus pluvialis 종은 미세조류로서 적색의 케토카로티노이드인 아스타잔틴(Astaxanthin)을 세포 내에 축적하는 것으로 알려져있다. H. pluvialis는 높은 광량, 질소원 부족 등의 스트레스를 받으면 세포벽이 두꺼워지면서 세포 내에 아스타잔틴을 축적한다. 아스타잔틴은 높은 항산화 능력을 가지며 ...
Haematococcus pluvialis 종은 미세조류로서 적색의 케토카로티노이드인 아스타잔틴(Astaxanthin)을 세포 내에 축적하는 것으로 알려져있다. H. pluvialis는 높은 광량, 질소원 부족 등의 스트레스를 받으면 세포벽이 두꺼워지면서 세포 내에 아스타잔틴을 축적한다. 아스타잔틴은 높은 항산화 능력을 가지며 건강보조식품, 의약품 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 H. pluvialis에 수용액 상태의 이산화염소를 처리하여 아스타잔틴 생산을 증대시키는 방법을 연구하였다. OHM(Optimal Haematococcus medium) 배지를 이용하여 배양한 H. pluvialis를 3 mL 씩 12-well cell culture plate에 분주하고 전기분해 방식으로 제조한 이산화염소 수용액 1 mL을 첨가하여 광량 100 μmolm-2s-1, 온도 25 °C에서 배양하여, 처리 5일 후 세포수와 아스타잔틴 함량을 측정하였다. 다양한 농도(1, 1.5, 2, 2.5, 3, 5, 25, 125 ppm)를 처리하여 이산화염소의 최적농도를 찾았으며, 그 결과 2ppm 이하의 저농도에서 세포 당 아스타잔틴 함량이 증가함을 확인하였다. H. pluvialis의 stage 차이에 따른 아스타잔틴 생산 능력을 확인하기 위해 macrozooids, microzooids, palmella cell에 같은 농도의 이산화염소를 처리하였으며, 그 결과 어느 정도 세포벽이 두꺼워져 스트레스에 내성이 생긴 palmella cell에서 세포 사멸이 가장 적고, 세포 당 아스타잔틴 함량이 증가하였다. 아스타잔틴 생합성 경로에 있는 유전자의 발현을 비교하기 위해서 realtime PCR(RT-PCR)을 진행한 결과, 이중 PSY, CYP97B, CHY gene의 발현이 이산화염소를 처리했을 때 유의미하게 증가하였다. 특히, cytochrome P450 hydroxylase 를 coding하는 CYP97B gene의 경우, 대조군보다 약 15배 정도 발현이 높은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 수용액 상태의 이산화염소 처리가 H. pluvialis 의 아스타잔틴 함량을 증대시키는 것을 확인하였다. 이 방법은 H. pluvialis 배양 공정 중 추가적인 설비 없이 바로 적용이 가능하므로 H. pluvialis 대량 배양 공정과 아스타잔틴 생산 비용 절감에 기여하는 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.
Haematococcus pluvialis 종은 미세조류로서 적색의 케토카로티노이드인 아스타잔틴(Astaxanthin)을 세포 내에 축적하는 것으로 알려져있다. H. pluvialis는 높은 광량, 질소원 부족 등의 스트레스를 받으면 세포벽이 두꺼워지면서 세포 내에 아스타잔틴을 축적한다. 아스타잔틴은 높은 항산화 능력을 가지며 건강보조식품, 의약품 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 H. pluvialis에 수용액 상태의 이산화염소를 처리하여 아스타잔틴 생산을 증대시키는 방법을 연구하였다. OHM(Optimal Haematococcus medium) 배지를 이용하여 배양한 H. pluvialis를 3 mL 씩 12-well cell culture plate에 분주하고 전기분해 방식으로 제조한 이산화염소 수용액 1 mL을 첨가하여 광량 100 μmolm-2s-1, 온도 25 °C에서 배양하여, 처리 5일 후 세포수와 아스타잔틴 함량을 측정하였다. 다양한 농도(1, 1.5, 2, 2.5, 3, 5, 25, 125 ppm)를 처리하여 이산화염소의 최적농도를 찾았으며, 그 결과 2ppm 이하의 저농도에서 세포 당 아스타잔틴 함량이 증가함을 확인하였다. H. pluvialis의 stage 차이에 따른 아스타잔틴 생산 능력을 확인하기 위해 macrozooids, microzooids, palmella cell에 같은 농도의 이산화염소를 처리하였으며, 그 결과 어느 정도 세포벽이 두꺼워져 스트레스에 내성이 생긴 palmella cell에서 세포 사멸이 가장 적고, 세포 당 아스타잔틴 함량이 증가하였다. 아스타잔틴 생합성 경로에 있는 유전자의 발현을 비교하기 위해서 realtime PCR(RT-PCR)을 진행한 결과, 이중 PSY, CYP97B, CHY gene의 발현이 이산화염소를 처리했을 때 유의미하게 증가하였다. 특히, cytochrome P450 hydroxylase 를 coding하는 CYP97B gene의 경우, 대조군보다 약 15배 정도 발현이 높은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 수용액 상태의 이산화염소 처리가 H. pluvialis 의 아스타잔틴 함량을 증대시키는 것을 확인하였다. 이 방법은 H. pluvialis 배양 공정 중 추가적인 설비 없이 바로 적용이 가능하므로 H. pluvialis 대량 배양 공정과 아스타잔틴 생산 비용 절감에 기여하는 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.
Haematococcus pluvialis is green alga that accumulates a red ketocarotenoid called astaxanthin in cells. Under stressful conditions such as high intensity of light or lack of nitrogen source, the cell wall gets rigid and H. pluvialis produces astaxanthin. Astaxanthin has a high antioxidant ability, ...
Haematococcus pluvialis is green alga that accumulates a red ketocarotenoid called astaxanthin in cells. Under stressful conditions such as high intensity of light or lack of nitrogen source, the cell wall gets rigid and H. pluvialis produces astaxanthin. Astaxanthin has a high antioxidant ability, which allows it to be widely used as a dietary supplement, pharmaceutical, etc. In this study, an aqueous chlorine dioxide was treated to enhance astaxanthin accumulation in H. pluvialis. 5 days after treatment, the cell density and the astaxanthin production was measured. Since astaxanthin per cell was increased at a low concentration below 2 ppm, 1.5 ppm was set as an optimal treatment condition. When the same concentration of ClO2 was treated to the cells in different stages (macrozooid, microzooid, and palmella), increase in astaxanthin per cell was highest in palmella due to its stress-resistance. For an observation of enzymes on astaxanthin biosynthesis pathway, a real-time PCR (RT-PCR) was conducted. Among the genes, cytochrome P450 (CYP97) and β-carotene hydroxylase (CHY) genes showed significantly increased expression. These results imply that ClO2 may be applied for producing astaxanthin in H. pluvialis.
Haematococcus pluvialis is green alga that accumulates a red ketocarotenoid called astaxanthin in cells. Under stressful conditions such as high intensity of light or lack of nitrogen source, the cell wall gets rigid and H. pluvialis produces astaxanthin. Astaxanthin has a high antioxidant ability, which allows it to be widely used as a dietary supplement, pharmaceutical, etc. In this study, an aqueous chlorine dioxide was treated to enhance astaxanthin accumulation in H. pluvialis. 5 days after treatment, the cell density and the astaxanthin production was measured. Since astaxanthin per cell was increased at a low concentration below 2 ppm, 1.5 ppm was set as an optimal treatment condition. When the same concentration of ClO2 was treated to the cells in different stages (macrozooid, microzooid, and palmella), increase in astaxanthin per cell was highest in palmella due to its stress-resistance. For an observation of enzymes on astaxanthin biosynthesis pathway, a real-time PCR (RT-PCR) was conducted. Among the genes, cytochrome P450 (CYP97) and β-carotene hydroxylase (CHY) genes showed significantly increased expression. These results imply that ClO2 may be applied for producing astaxanthin in H. pluvialis.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.