JPH078231B2 - 培養制御方法及び培養制御装置 - Google Patents
培養制御方法及び培養制御装置Info
- Publication number
- JPH078231B2 JPH078231B2 JP60058480A JP5848085A JPH078231B2 JP H078231 B2 JPH078231 B2 JP H078231B2 JP 60058480 A JP60058480 A JP 60058480A JP 5848085 A JP5848085 A JP 5848085A JP H078231 B2 JPH078231 B2 JP H078231B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- culture
- control method
- cells
- amount
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2468—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1) acting on beta-galactose-glycoside bonds, e.g. carrageenases (3.2.1.83; 3.2.1.157); beta-agarase (3.2.1.81)
- C12N9/2471—Beta-galactosidase (3.2.1.23), i.e. exo-(1-->4)-beta-D-galactanase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
- C12P21/02—Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
- C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
- C12Y302/01023—Beta-galactosidase (3.2.1.23), i.e. exo-(1-->4)-beta-D-galactanase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2319/00—Fusion polypeptide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2319/00—Fusion polypeptide
- C07K2319/01—Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
- C07K2319/02—Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a signal sequence
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2319/00—Fusion polypeptide
- C07K2319/61—Fusion polypeptide containing an enzyme fusion for detection (lacZ, luciferase)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は培養制御方法及び培養制御装置に係り、特に微
生物や動植物細胞等に抗生物質、アミノ酸、酵素、生理
活性物質等の代謝物を生産させるに際して、目的物質を
効率良く生産させる代謝物生産の為の培養制御方法と培
養制御装置に関する。
生物や動植物細胞等に抗生物質、アミノ酸、酵素、生理
活性物質等の代謝物を生産させるに際して、目的物質を
効率良く生産させる代謝物生産の為の培養制御方法と培
養制御装置に関する。
微生物や動植物細胞等に上記のような代謝物を生産させ
ることは従来から行われているが、その為の細胞培養の
方法の多くは培養槽に培地と種菌を入れて培養するだけ
の回分培養であり生産性は低い。
ることは従来から行われているが、その為の細胞培養の
方法の多くは培養槽に培地と種菌を入れて培養するだけ
の回分培養であり生産性は低い。
そこで生産性を高める為に培養途中で基質や誘導物質を
添加する培養方法を本発明者等は検討してきた。培養途
中のどの段階で基質や誘導物質を添加すべきであるかと
いう工業的研究は他に報告を見ない。
添加する培養方法を本発明者等は検討してきた。培養途
中のどの段階で基質や誘導物質を添加すべきであるかと
いう工業的研究は他に報告を見ない。
例えば代謝物製造用培養法としてペプチドの製造法（特
開昭58-141796号公報）があるが、この方法では菌体増
殖の様子が連続（オンライン）ではわからず、当然にし
て基質等の添加のタイミングについての検討はなされて
いない。また代謝物生産用細胞培養ではないが酵母を培
養する方法として特開昭52-125686号公報の技術が知ら
れている。これは、いわゆる呼吸商を一定範囲内にとど
めつつ全酸素消費速度に応じて培養液の流加を行うもの
であるから呼吸商等の変化を監視してその変化時点に応
じて基質等を添加するような技術ではない。
開昭58-141796号公報）があるが、この方法では菌体増
殖の様子が連続（オンライン）ではわからず、当然にし
て基質等の添加のタイミングについての検討はなされて
いない。また代謝物生産用細胞培養ではないが酵母を培
養する方法として特開昭52-125686号公報の技術が知ら
れている。これは、いわゆる呼吸商を一定範囲内にとど
めつつ全酸素消費速度に応じて培養液の流加を行うもの
であるから呼吸商等の変化を監視してその変化時点に応
じて基質等を添加するような技術ではない。
本発明の目的は代謝物生産用の細胞培養を工業的に効率
良く行う方法とその装置とを提供することにある。
良く行う方法とその装置とを提供することにある。
本発明の方法の特徴は、細胞を好気的に培養し、その細
胞に代謝物を生産させるに際し、細胞培養により発生す
る炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと同じく細胞培
養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータとの
比の変化を指標として、培養液への基質添加及び／また
は誘導物質添加を行い、或いは菌体増殖及び／または代
謝物生産の終点を判定し、或いは培養を終了することを
特徴とする。
胞に代謝物を生産させるに際し、細胞培養により発生す
る炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと同じく細胞培
養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータとの
比の変化を指標として、培養液への基質添加及び／また
は誘導物質添加を行い、或いは菌体増殖及び／または代
謝物生産の終点を判定し、或いは培養を終了することを
特徴とする。
そして本発明装置の特徴は、培養槽と、この培養槽は開
口するガス供給管、ガス排出管及び基質供給管と、この
ガス供給管中を流れるガスについて検出する第１のガス
量測定器及び第１の酸素分析計と、培養槽上部のガス域
からガス排出管にかけて流過するガス流について検出す
る第２のガス量測定器、第２の酸素分析計及び炭酸ガス
量分析計と、各測定器及び分析計からの検出信号を入力
し、細胞培養により発生する炭酸ガス量に基づく第１の
パラメータと細胞培養により発生する酸素量に基づく第
２のパラメータとの比の変化を演算して基質供給管から
培養槽への流路の開閉及び／または流加制御を行う制御
信号を出力する電子計算機とを備えることを特徴とす
る。
口するガス供給管、ガス排出管及び基質供給管と、この
ガス供給管中を流れるガスについて検出する第１のガス
量測定器及び第１の酸素分析計と、培養槽上部のガス域
からガス排出管にかけて流過するガス流について検出す
る第２のガス量測定器、第２の酸素分析計及び炭酸ガス
量分析計と、各測定器及び分析計からの検出信号を入力
し、細胞培養により発生する炭酸ガス量に基づく第１の
パラメータと細胞培養により発生する酸素量に基づく第
２のパラメータとの比の変化を演算して基質供給管から
培養槽への流路の開閉及び／または流加制御を行う制御
信号を出力する電子計算機とを備えることを特徴とす
る。
勿論これ以外の諸設備の設置、例えばガス供給管路上に
第１の酸素分析計共に炭酸ガス分析計を設置したり、基
質槽の他に誘導物質添加槽を設置したりすることも本発
明の範囲内である。この場合は炭酸ガス分析計の出力信
号は他の測定器・分析計と共に電子計算機に送られるよ
う構成される。一方、供給ガスの内容すなわち酸素ガス
濃度や炭酸ガス濃度が予め判明している場合には（例え
ば酸素ガスボンベの使用）供給ガスにおけるこれらのガ
ス分析計は不要であり、電子計算機へのこれら検出信号
の入力も不要であるが、このような態様も本発明の範囲
内である。更に培養槽への基質や誘導物質の添加は、上
述の通り電子計算機の出力で行うことがオンライン化に
好適であるが、この場合は各槽或いは各槽からの培養槽
への管路上に設けたポンプ及び／または弁によることが
望ましい。
第１の酸素分析計共に炭酸ガス分析計を設置したり、基
質槽の他に誘導物質添加槽を設置したりすることも本発
明の範囲内である。この場合は炭酸ガス分析計の出力信
号は他の測定器・分析計と共に電子計算機に送られるよ
う構成される。一方、供給ガスの内容すなわち酸素ガス
濃度や炭酸ガス濃度が予め判明している場合には（例え
ば酸素ガスボンベの使用）供給ガスにおけるこれらのガ
ス分析計は不要であり、電子計算機へのこれら検出信号
の入力も不要であるが、このような態様も本発明の範囲
内である。更に培養槽への基質や誘導物質の添加は、上
述の通り電子計算機の出力で行うことがオンライン化に
好適であるが、この場合は各槽或いは各槽からの培養槽
への管路上に設けたポンプ及び／または弁によることが
望ましい。
本発明に言う細胞とは、微生物細胞であると動植物細胞
であるとを問わない。特に遺伝子組換菌細胞の培養に適
用すると効果は顕著である。
であるとを問わない。特に遺伝子組換菌細胞の培養に適
用すると効果は顕著である。
本発明は細胞培養後に代謝物生産を行つても、また細胞
培養と代謝物生産を並行して行つても良いが、後者の方
が工業的に望ましい。
培養と代謝物生産を並行して行つても良いが、後者の方
が工業的に望ましい。
本発明は上記した通り、各パラメータの検出とこれに基
づく制御（ON,OFFを含む）とはオンラインで行うことが
望ましい。
づく制御（ON,OFFを含む）とはオンラインで行うことが
望ましい。
この各パラメータに基づく比の代表的なものは呼吸商で
ある。呼吸商（以下、RQという）とは炭酸ガス量と酸素
量との比の意味であつて、次式に例示されるものであ
る。すなわち供給ガス中の酸素量と排ガス中の酸素量の
差をΔO2とし、同じく供給ガス中の炭酸ガス量と排ガス
中の炭酸ガス量の差をΔCO2とし、更に全ガス量をＱと
し、菌体量をCellで示せば、RQは例えば次のような式で
求められる。
ある。呼吸商（以下、RQという）とは炭酸ガス量と酸素
量との比の意味であつて、次式に例示されるものであ
る。すなわち供給ガス中の酸素量と排ガス中の酸素量の
差をΔO2とし、同じく供給ガス中の炭酸ガス量と排ガス
中の炭酸ガス量の差をΔCO2とし、更に全ガス量をＱと
し、菌体量をCellで示せば、RQは例えば次のような式で
求められる。
RQ＝ΔO2/ΔCO2 ……（１） RQ＝Ｑ・ΔO2/Q・ΔCO2 ……（２） RQ＝（Ｑ・ΔO2/Cell）／（Ｑ・ΔCO2/（Cell） ……（３） 各式中のΔO2やΔCO2は上記の各検出値に基づくパラメ
ータであり、供給ガス中の各成分の濃度が予め判明して
いるなら排ガス中の各成分量だけの差を取ることでも良
い。更にこの比はRQに限らず、例えば次の例示するよう
なモデイフアイも可能である。すなわちこれらは例え
ば。RQ-1、RQ×Ａ（Ａは定数）、RQ÷Ｂ（Ｂは定数）、
ΔCO2/（ΔCO2＋ΔO2）、ΔO2/（ΔO2＋ΔCO2）、（ΔO
2×Ａ）／（ΔCO2×Ｂ）、（ΔO2＋Ａ）／（ΔCO2＋
Ｂ）等のいずれも本発明に適用し得る。
ータであり、供給ガス中の各成分の濃度が予め判明して
いるなら排ガス中の各成分量だけの差を取ることでも良
い。更にこの比はRQに限らず、例えば次の例示するよう
なモデイフアイも可能である。すなわちこれらは例え
ば。RQ-1、RQ×Ａ（Ａは定数）、RQ÷Ｂ（Ｂは定数）、
ΔCO2/（ΔCO2＋ΔO2）、ΔO2/（ΔO2＋ΔCO2）、（ΔO
2×Ａ）／（ΔCO2×Ｂ）、（ΔO2＋Ａ）／（ΔCO2＋
Ｂ）等のいずれも本発明に適用し得る。
RQを用いて基質や誘導物質を添加するタイミングはRQの
上昇開始後低下直後までが望ましい。
上昇開始後低下直後までが望ましい。
通常、RQの２度目のピークは代謝物生産の終了判定の目
安となり、この時点で培養を終了することが望ましい。
安となり、この時点で培養を終了することが望ましい。
本発明の第１の実施例では代謝物生産制御培養方法を示
す具体例として、遺伝子組換え菌によるβ−ガラフトシ
ダーゼ（β−gal）生産の培養方法を示す。
す具体例として、遺伝子組換え菌によるβ−ガラフトシ
ダーゼ（β−gal）生産の培養方法を示す。
最近、宿主微生物のベクタープラスミドに有用物質の生
産情報を有する遺伝子を組込んだ複合プラスミドを保持
する宿主微生物を用いて、該微生物に上記有用物質を大
量生産させる遺伝子組換え技術が発展してきた。この技
術により既にインターフエロンやインスリン等が生産さ
れつつあり、大腸菌は宿主微生物として利用されてい
る。
産情報を有する遺伝子を組込んだ複合プラスミドを保持
する宿主微生物を用いて、該微生物に上記有用物質を大
量生産させる遺伝子組換え技術が発展してきた。この技
術により既にインターフエロンやインスリン等が生産さ
れつつあり、大腸菌は宿主微生物として利用されてい
る。
しかし、目的遺伝子を保持する遺伝子組換え菌を用いて
目的の生産物を大量に工業生産する方法はまだ開発され
ておらず、遺伝子組換え菌の効率的な培養方法の開発が
急がれている。
目的の生産物を大量に工業生産する方法はまだ開発され
ておらず、遺伝子組換え菌の効率的な培養方法の開発が
急がれている。
本実施例では目的遺伝子、ベクター及びプロモータから
成る複合プラスミドを細胞内に保持し、かつ目的遺伝子
の発現能を有する微生物を培養し、目的遺伝子を発現さ
せその生産物を大量に採取するに際し、培養中にRQが急
激に上昇した時点で誘導物質と基質を同時に添加するも
のである。
成る複合プラスミドを細胞内に保持し、かつ目的遺伝子
の発現能を有する微生物を培養し、目的遺伝子を発現さ
せその生産物を大量に採取するに際し、培養中にRQが急
激に上昇した時点で誘導物質と基質を同時に添加するも
のである。
本実施例において用いた複合プラスミドpTRE21の構造を
第２図に示す。これはtrp（トリプトフアン）プロモー
タにｐ−gal遺伝子を連結したものである。trpプロモー
タ部分は大腸菌のtrpオペロンのプロモータ、trpL（リ
ーダペプタイド）及びtrpE（アントラニル酸合成酵素）
の先端部分の一部を含む約500bp（base pairs,塩基対）
のDNA断片であり、pBR322プラスミドのEcoRI部位に挿入
したものである。
第２図に示す。これはtrp（トリプトフアン）プロモー
タにｐ−gal遺伝子を連結したものである。trpプロモー
タ部分は大腸菌のtrpオペロンのプロモータ、trpL（リ
ーダペプタイド）及びtrpE（アントラニル酸合成酵素）
の先端部分の一部を含む約500bp（base pairs,塩基対）
のDNA断片であり、pBR322プラスミドのEcoRI部位に挿入
したものである。
一方、β−gal遺伝子はpMC1403（ジヤーナルオブバクテ
リオロジイ,1980年８月号第971〜980頁（J.Bacteriol.1
43,p971〜980,1980参照））より切り出した6.2kbの大き
さのもので、trpプロモータのEcoRI部位とpBR322のSalI
部位間に挿入した。
リオロジイ,1980年８月号第971〜980頁（J.Bacteriol.1
43,p971〜980,1980参照））より切り出した6.2kbの大き
さのもので、trpプロモータのEcoRI部位とpBR322のSalI
部位間に挿入した。
以上述べた構造の複合プラスミドpTRE21を大腸菌HB101
株または染色体上のβ−gal遺伝子欠損株である大腸菌M
182株に導入し、β−galを生産する遺伝子組換え菌を造
成した（微工研菌条寄第816号及び微工研菌条寄第815
号）。β−gal生産はtrpプロモータの制御下にあり、プ
ロモータの機能を有効に利用してβ−galを生産した。
株または染色体上のβ−gal遺伝子欠損株である大腸菌M
182株に導入し、β−galを生産する遺伝子組換え菌を造
成した（微工研菌条寄第816号及び微工研菌条寄第815
号）。β−gal生産はtrpプロモータの制御下にあり、プ
ロモータの機能を有効に利用してβ−galを生産した。
trpプロモータを有する複合プラスミドは培養中にIA
（３−β−インドールアクリル酸）を添加することによ
り、遺伝子が発現することが知られている（ネーチヤー
（Nature），291,p503〜506,1981）。これは遺伝子の転
写を抑制するリプレツサがIAにより不活性化される為、
RNAポリメラーゼによるmRNAの合成が開始されるからで
ある。
（３−β−インドールアクリル酸）を添加することによ
り、遺伝子が発現することが知られている（ネーチヤー
（Nature），291,p503〜506,1981）。これは遺伝子の転
写を抑制するリプレツサがIAにより不活性化される為、
RNAポリメラーゼによるmRNAの合成が開始されるからで
ある。
本発明者らはβ−galを生産する遺伝子組換え菌を用い
てβ−galを効率よく生産させるための培養制御方法に
ついて種々検討し、β−galを大量に生産させることに
成功し、本発明を完成するに至つた。
てβ−galを効率よく生産させるための培養制御方法に
ついて種々検討し、β−galを大量に生産させることに
成功し、本発明を完成するに至つた。
trpプロモータでは誘導物質IAを添加すればプロモータ
が働き始めるのであるが、その添加時期の決定が目的遺
伝子産物の生産に極めて重要である。IA添加時期として
は上記文献のように培養１時間目に添加する方法や菌体
濃度を指標とする方法（特開昭58-141796号公報参照）
がある。
が働き始めるのであるが、その添加時期の決定が目的遺
伝子産物の生産に極めて重要である。IA添加時期として
は上記文献のように培養１時間目に添加する方法や菌体
濃度を指標とする方法（特開昭58-141796号公報参照）
がある。
本発明者らはこれらの方法に対し菌体の生理活性状態に
適したIAの添加について種々検討した結果、培養中のRQ
変化が菌体増殖とβ−gal生産に密接に関係しているこ
とを発見した。ここで、RQは菌が生成したCO2量を消費
したO2量で除した値である。第３図に示すように、菌体
増殖中はRQはほぼ1mol/molであつた。菌体濃度が最高値
に達した培養6.5時間目にRQが急激に上昇し、ほぼ1.25m
ol/molになつた。この時点で基質であるグルコースは消
費されていた。培養8.5時間目に誘導物質であるIA（15
μg/ml）とβ−gal生産の基質となるカザミノ酸（2.5mg
/ml）を同時に添加したところ、β−gal生産量は4.5V/m
lから培養18時間目には12.3U/mlにまで向上した。RQはI
Aとカザミノ酸添加後再びほぼ1mol/molに戻つたが、菌
体の増殖はほとんどなく、菌体内にβ−galが生産蓄積
されたことを示している。培養16.5時間目にはRQは再び
急激に上昇したが、この時点で菌体のβ−gal生産が終
了したものと考えられる。
適したIAの添加について種々検討した結果、培養中のRQ
変化が菌体増殖とβ−gal生産に密接に関係しているこ
とを発見した。ここで、RQは菌が生成したCO2量を消費
したO2量で除した値である。第３図に示すように、菌体
増殖中はRQはほぼ1mol/molであつた。菌体濃度が最高値
に達した培養6.5時間目にRQが急激に上昇し、ほぼ1.25m
ol/molになつた。この時点で基質であるグルコースは消
費されていた。培養8.5時間目に誘導物質であるIA（15
μg/ml）とβ−gal生産の基質となるカザミノ酸（2.5mg
/ml）を同時に添加したところ、β−gal生産量は4.5V/m
lから培養18時間目には12.3U/mlにまで向上した。RQはI
Aとカザミノ酸添加後再びほぼ1mol/molに戻つたが、菌
体の増殖はほとんどなく、菌体内にβ−galが生産蓄積
されたことを示している。培養16.5時間目にはRQは再び
急激に上昇したが、この時点で菌体のβ−gal生産が終
了したものと考えられる。
このように、菌体の増殖時はRQがほぼ1mol/molであり、
菌体の増殖が終了した時点でRQが1mol/mol以上に急激に
上昇すること、そしてこの時点で誘導物質と基質を添加
することにより菌体は代謝物であるβ−galを生産し、
この時のRQはほぼ1mol/molであり、β−galの生産が終
了した時点でRQは再び急激に上昇することが明らかにな
つた。このRQを指標として培養を制御することにより、
代謝物の効率的な大量生産が可能になると考えられる。
菌体の増殖が終了した時点でRQが1mol/mol以上に急激に
上昇すること、そしてこの時点で誘導物質と基質を添加
することにより菌体は代謝物であるβ−galを生産し、
この時のRQはほぼ1mol/molであり、β−galの生産が終
了した時点でRQは再び急激に上昇することが明らかにな
つた。このRQを指標として培養を制御することにより、
代謝物の効率的な大量生産が可能になると考えられる。
一方、RQを指標として培養制御する前述の特開昭52-125
686号公報に代表される技術は、流加培養において基質
流加が過剰になると副生成物のエタノールが生産される
ようになり、菌体の増殖が悪くなり、菌体収率が低下す
る。この時RQが1mol/molより高くなるため、これにより
エタノール生成を検知し基質流加を減少または停止させ
るものである。この場合ではRQ変化がエタノール生成と
関連づけられており、本実施例とは全く異なる。本実施
例ではRQ変化が菌体増殖と代謝物生産に関係しており、
RQの上昇時にパン酵母培養とは逆に基質を流加するので
ある。本実施例では培養中のRQ変化が菌体による代謝物
生産とパン酵母培養とは全く異なるという新事実を基に
して、微生物等による代謝物生産を効率的に行うもので
ある。
686号公報に代表される技術は、流加培養において基質
流加が過剰になると副生成物のエタノールが生産される
ようになり、菌体の増殖が悪くなり、菌体収率が低下す
る。この時RQが1mol/molより高くなるため、これにより
エタノール生成を検知し基質流加を減少または停止させ
るものである。この場合ではRQ変化がエタノール生成と
関連づけられており、本実施例とは全く異なる。本実施
例ではRQ変化が菌体増殖と代謝物生産に関係しており、
RQの上昇時にパン酵母培養とは逆に基質を流加するので
ある。本実施例では培養中のRQ変化が菌体による代謝物
生産とパン酵母培養とは全く異なるという新事実を基に
して、微生物等による代謝物生産を効率的に行うもので
ある。
本実施例において、菌体増殖が停止したRQ上昇時に基質
としてグルコースやカザミノ酸などを添加してさらに菌
体増殖を図ることにより高菌体濃度培養を行い、その後
誘導物質と基質を添加することも可能である。また、誘
導物質と基質添加後のRQ上昇時に、再び誘導物質や基質
のカザミノ酸などを添加することによりより多くの代謝
物を生産させることも可能である。
としてグルコースやカザミノ酸などを添加してさらに菌
体増殖を図ることにより高菌体濃度培養を行い、その後
誘導物質と基質を添加することも可能である。また、誘
導物質と基質添加後のRQ上昇時に、再び誘導物質や基質
のカザミノ酸などを添加することによりより多くの代謝
物を生産させることも可能である。
遺伝子組換え菌が保持する発現ベクターのプロモータが
trp以外の例えばlac（ラクトース）プロモータである場
合は誘導物質としてIPTG（イソプロピルチオ−β−ロー
ガラクトサイド）が用いられる。また、遺伝子組換え菌
以外の微生物や動植物細胞による代謝物生産において
も、誘導物質や基質の種類が変わるだけで、同様な方法
で代謝物生産制御培養が可能である。
trp以外の例えばlac（ラクトース）プロモータである場
合は誘導物質としてIPTG（イソプロピルチオ−β−ロー
ガラクトサイド）が用いられる。また、遺伝子組換え菌
以外の微生物や動植物細胞による代謝物生産において
も、誘導物質や基質の種類が変わるだけで、同様な方法
で代謝物生産制御培養が可能である。
本実施例を含めて、本発明全般に用いられる分析計とし
て、酸素ガスに対しては隔膜式の酸素センサや磁気式ダ
ンベル形分析計等、炭酸ガスに対しては赤外線吸収式分
析計等、通気量に対してはサーマルマスフロメータなど
が用いられる。
て、酸素ガスに対しては隔膜式の酸素センサや磁気式ダ
ンベル形分析計等、炭酸ガスに対しては赤外線吸収式分
析計等、通気量に対してはサーマルマスフロメータなど
が用いられる。
つぎに本実施例に必要な装置の一例を第１図に示す。培
養槽１内に培地と種菌を入れ、導管７により培養槽１内
に空気を吹込みつつ攪拌機２により培養液を攪拌しなが
ら遺伝子組換え菌を培養する。この時、導管７に設置し
たガス量測定器５と酸素分析計６を用いて入口ガス酸素
量を、導管13に設置したガス量測定器10、酸素分析計11
と炭酸ガス分析計12を用いて出口ガス酸素量と炭酸ガス
量を制御用電子計算機４を用いて算出し、さらにこれか
らRQを求める。RQの急激な上昇が生じた時に、制御用電
子計算機４から基質流加ポンプ８に信号を出してポンプ
を動かし、基質タンク３から導管９により、IAとカザミ
ノ酸を培養槽１に添加する。その後、再びRQが急激に上
昇した時点で培養を終了し、培養液から菌体を回収し、
破壊後菌体内に生産されたβ−galを分離精製する。
養槽１内に培地と種菌を入れ、導管７により培養槽１内
に空気を吹込みつつ攪拌機２により培養液を攪拌しなが
ら遺伝子組換え菌を培養する。この時、導管７に設置し
たガス量測定器５と酸素分析計６を用いて入口ガス酸素
量を、導管13に設置したガス量測定器10、酸素分析計11
と炭酸ガス分析計12を用いて出口ガス酸素量と炭酸ガス
量を制御用電子計算機４を用いて算出し、さらにこれか
らRQを求める。RQの急激な上昇が生じた時に、制御用電
子計算機４から基質流加ポンプ８に信号を出してポンプ
を動かし、基質タンク３から導管９により、IAとカザミ
ノ酸を培養槽１に添加する。その後、再びRQが急激に上
昇した時点で培養を終了し、培養液から菌体を回収し、
破壊後菌体内に生産されたβ−galを分離精製する。
尚、流入ガスが空気でなく純酸素であれば酸素分析計６
は不要であり、炭酸ガス含有ガスであれば更に炭酸ガス
分析計の使用が望ましい。
は不要であり、炭酸ガス含有ガスであれば更に炭酸ガス
分析計の使用が望ましい。
また使用する基質はグルコース、カザミノ酸、及びこれ
らの混合物の使用が望ましい。
らの混合物の使用が望ましい。
基質（栄養物質）と誘導物質とを併用する場合には両者
を同時に添加することが望ましい。
を同時に添加することが望ましい。
第２の実施例はストレプトマイセスグリセウス（Strept
oryces griseus）によるストレプトマイシン（SM）発酵
の如き代謝物として抗生物質を生産する為のものであ
る。
oryces griseus）によるストレプトマイシン（SM）発酵
の如き代謝物として抗生物質を生産する為のものであ
る。
本発明者らはSM発酵における基質流加について検討し、
グルコースが有効であることを見い出した。つぎにその
流加時期について培養フラスコを用いて検討した。その
結果が第１表に示してある。
グルコースが有効であることを見い出した。つぎにその
流加時期について培養フラスコを用いて検討した。その
結果が第１表に示してある。
グルコースが10g/増加するように、培養１日目,2日
目,5日目に流加したが、それ程大きな効果はなかつた。
目,5日目に流加したが、それ程大きな効果はなかつた。
そこで、SM生産量が最大になつた後にグルコースを流加
すれば良いのではないかと考え、培養2.5日目にグルコ
ースが5,10及び20g/増加するように流加した。その結
果を第２表に示す。
すれば良いのではないかと考え、培養2.5日目にグルコ
ースが5,10及び20g/増加するように流加した。その結
果を第２表に示す。
これから培養2.5日目にグルコースが10g/増加するよ
うに流加することにより、SM生産量を1.5倍に向上でき
ることが分つた。
うに流加することにより、SM生産量を1.5倍に向上でき
ることが分つた。
つぎに、グルコースの添加時期を検討するため、50培
養槽を有する自動制御培養装置を用いてSM発酵を行つた
結果が第４図（ａ）〜（ｃ）及び第５図（ａ）〜（ｄ）
である。ここで、SM生産量がピークに達した培養２日目
に酸素消費速度及び炭酸ガス生成速度の急激な低下がみ
られる。この時点の培養液中のグルコース濃度は10g/
であり、初期量の約５％が残つていることになる。それ
にもかかわらずこのような現象が生じるのは、この時点
でSM生産菌の物質代謝がSM生産から別の方向に変化した
為であると考えられる。このような酸素消費速度及び炭
酸ガス生成速度の急激な変化は本発明者らが初めて見い
出したものである。そこで、この変化を指標としてグル
コースを流加することによりSM生産量の向上を達成でき
たのである。
養槽を有する自動制御培養装置を用いてSM発酵を行つた
結果が第４図（ａ）〜（ｃ）及び第５図（ａ）〜（ｄ）
である。ここで、SM生産量がピークに達した培養２日目
に酸素消費速度及び炭酸ガス生成速度の急激な低下がみ
られる。この時点の培養液中のグルコース濃度は10g/
であり、初期量の約５％が残つていることになる。それ
にもかかわらずこのような現象が生じるのは、この時点
でSM生産菌の物質代謝がSM生産から別の方向に変化した
為であると考えられる。このような酸素消費速度及び炭
酸ガス生成速度の急激な変化は本発明者らが初めて見い
出したものである。そこで、この変化を指標としてグル
コースを流加することによりSM生産量の向上を達成でき
たのである。
酸素消費速度は通気ガスの酸素量（mol/h）から排ガス
の酸素量（mol/h）を差し引くことにより求められ、炭
酸ガス生成速度は排ガスの炭酸ガス量（mol/h）から通
気ガスの炭酸ガス量（mol/h）を差し引くことによつて
求められる。また、通気ガス量が一定の場合は、排ガス
中の酸素濃度及び炭酸ガス濃度の変化を指標とすること
ができる。
の酸素量（mol/h）を差し引くことにより求められ、炭
酸ガス生成速度は排ガスの炭酸ガス量（mol/h）から通
気ガスの炭酸ガス量（mol/h）を差し引くことによつて
求められる。また、通気ガス量が一定の場合は、排ガス
中の酸素濃度及び炭酸ガス濃度の変化を指標とすること
ができる。
流加基質としてはグルコースが用いられるが、このほか
にフラクトース等の糖やアミノ酸なども有効である。
にフラクトース等の糖やアミノ酸なども有効である。
本実施例を実行するにあたつては、予め使用する基質、
培養すべき菌体、細胞などを決めて、培養実験を行い、
その特定の条件の組合せにおいて酸素消費速度及び／又
は炭酸ガス生成速度の急激な変化点を求めておき、この
予備実験に基づいて実際の流加時点を決めるようにする
こともできる。
培養すべき菌体、細胞などを決めて、培養実験を行い、
その特定の条件の組合せにおいて酸素消費速度及び／又
は炭酸ガス生成速度の急激な変化点を求めておき、この
予備実験に基づいて実際の流加時点を決めるようにする
こともできる。
以下、上記各実施態様に対応するより具体的な実施例を
データに基づいて示す。
データに基づいて示す。
実施例１ 菌体：複合プラスミドpTREZ1を保持する大腸菌HB101株
…この菌体はE.Colik−12株由来のもので、遺伝子組換
えにおける一般的な宿主として用いられている。遺伝子
型はF-（Ｆ因子が無い）、hsd S20（ｒＢ -,mＢ −）,rec
A13 ara−14,pro A2,lacY1,ga1K2,rpsL20（Smｒ）,xyl
−5,mtl−1,supE44,λ−（λフアージが無い）で示され
る。
…この菌体はE.Colik−12株由来のもので、遺伝子組換
えにおける一般的な宿主として用いられている。遺伝子
型はF-（Ｆ因子が無い）、hsd S20（ｒＢ -,mＢ −）,rec
A13 ara−14,pro A2,lacY1,ga1K2,rpsL20（Smｒ）,xyl
−5,mtl−1,supE44,λ−（λフアージが無い）で示され
る。
培地:M9−カザミノ酸培地、組成はNH4Cl1g,Na2HPO46g,K
H2PO43g,NaCl5g,MgSO4・7H2O0.1g,CaCl2・2H2O15mg,グ
ルコース5g,カザミノ酸2.5g,サイアミン0.1g,プロリン
0.1g,蒸留水１,pH7.0である。なお、本培地には複合
プラスミドを保持する大腸菌のみを増殖させるため、ア
ンピシリン（Ap）を50μg/ml添加した。
H2PO43g,NaCl5g,MgSO4・7H2O0.1g,CaCl2・2H2O15mg,グ
ルコース5g,カザミノ酸2.5g,サイアミン0.1g,プロリン
0.1g,蒸留水１,pH7.0である。なお、本培地には複合
プラスミドを保持する大腸菌のみを増殖させるため、ア
ンピシリン（Ap）を50μg/ml添加した。
培養条件：複合プラスミドを保持する大腸菌微工研菌条
寄第815号の大腸菌HB101〔pTREZ1〕）を50mlのM9−カザ
ミノ酸培地を入れた500ml容振とうフラスコ８本に接種
し、振とう培養機により、振幅7cm、振とう回数115回/m
in,37℃で一晩培養した。この培養菌体を種菌として２
のM9−カザミノ酸培地の入つた５ジヤーフアーメン
タ４台に各100ml接種して培養を開始した。この際消泡
剤としてレオコン1705W（ライオン）を２滴添加した。
培養は温度37℃,pH7.0攪拌機回転数600rpm,通気量２/
minで一夜行つた。この培養液８を50の自動制御培
養装置に接種し、M9−カザミノ酸培養で300として培
養を開始した。上記と同様な消泡剤5mlを添加し、温度3
7℃,pH7.0,通気量６/min,溶存酸素濃度3mg/，攪拌
機回転数150〜400rpmで培養を実施した。
寄第815号の大腸菌HB101〔pTREZ1〕）を50mlのM9−カザ
ミノ酸培地を入れた500ml容振とうフラスコ８本に接種
し、振とう培養機により、振幅7cm、振とう回数115回/m
in,37℃で一晩培養した。この培養菌体を種菌として２
のM9−カザミノ酸培地の入つた５ジヤーフアーメン
タ４台に各100ml接種して培養を開始した。この際消泡
剤としてレオコン1705W（ライオン）を２滴添加した。
培養は温度37℃,pH7.0攪拌機回転数600rpm,通気量２/
minで一夜行つた。この培養液８を50の自動制御培
養装置に接種し、M9−カザミノ酸培養で300として培
養を開始した。上記と同様な消泡剤5mlを添加し、温度3
7℃,pH7.0,通気量６/min,溶存酸素濃度3mg/，攪拌
機回転数150〜400rpmで培養を実施した。
結果：第６図に示すように、培養４時間目頃にRQが急激
に上昇したので、IAとカザミノ酸をそれぞれ15μg/ml,
2.5mg/mlになるように添加した。RQ上昇時には菌体濃度
は2.69g/，β−gal量は4.3U/mlであつたが、再びRQが
上昇した後の培養13時間目にはそれぞれ2.66g/,8.3U/
mlとなり、菌体濃度はほとんど増加しないが、β−gal
量は約２倍に向上した。
に上昇したので、IAとカザミノ酸をそれぞれ15μg/ml,
2.5mg/mlになるように添加した。RQ上昇時には菌体濃度
は2.69g/，β−gal量は4.3U/mlであつたが、再びRQが
上昇した後の培養13時間目にはそれぞれ2.66g/,8.3U/
mlとなり、菌体濃度はほとんど増加しないが、β−gal
量は約２倍に向上した。
以上の結果から、RQを指標としてIAとカザミノ酸を添加
することにより、β−gal生産量を大幅に向上できるこ
とが明らかになつた。
することにより、β−gal生産量を大幅に向上できるこ
とが明らかになつた。
尚、培養の終了はRQの２度目のピークの後に行えば良
い。
い。
実施例２ 菌体：ストレプトマイセスグリセウムHUT2247（Strepto
myces griseusHUT2247） 培地：グルコース25g,（NH4）2SO42g,KH2PO40.4g,NaCl1
g,K2SO46g,MgSO4・7H2O0.2g,FeSO4・7H2O0.01g,ZnSO4・
7H2O0.05g,L−asparagine7g,CaCO32g,蒸留水１,pH7.0 培養条件:50培養槽に培地を30仕込み、48時間振と
う培養した種菌600mlを添加した。温度28℃,pH6.7,入口
ガス量８/minに一定として培養。攪拌機回転数を140
〜245rpmに変えて溶存酸素濃度を4.5mg/以上に制御し
た。
myces griseusHUT2247） 培地：グルコース25g,（NH4）2SO42g,KH2PO40.4g,NaCl1
g,K2SO46g,MgSO4・7H2O0.2g,FeSO4・7H2O0.01g,ZnSO4・
7H2O0.05g,L−asparagine7g,CaCO32g,蒸留水１,pH7.0 培養条件:50培養槽に培地を30仕込み、48時間振と
う培養した種菌600mlを添加した。温度28℃,pH6.7,入口
ガス量８/minに一定として培養。攪拌機回転数を140
〜245rpmに変えて溶存酸素濃度を4.5mg/以上に制御し
た。
結果：第７図に示すように、培養初期はRQが0.5mol/mol
であつたが、１日目後半から上昇し、2.2日目に最大値
に達した。そこで、基質であるグルコース（300g/）
を１添加した。この時点で、菌体濃度は最高値に達し
ていたが、グルコースは11.5g/残存していた。ストレ
プトマイシン生産量は155mg/であつたのが、グルコー
ス添加後の培養４日目には1.7倍の265mg/の高い値に
なつた。培養４日目以降は溶菌のためRQが低下した。こ
れは培地中のグルコースが消費された時期とほぼ一致し
た。
であつたが、１日目後半から上昇し、2.2日目に最大値
に達した。そこで、基質であるグルコース（300g/）
を１添加した。この時点で、菌体濃度は最高値に達し
ていたが、グルコースは11.5g/残存していた。ストレ
プトマイシン生産量は155mg/であつたのが、グルコー
ス添加後の培養４日目には1.7倍の265mg/の高い値に
なつた。培養４日目以降は溶菌のためRQが低下した。こ
れは培地中のグルコースが消費された時期とほぼ一致し
た。
このように、ストレプトマイシン発酵においてもRQを指
標とすることで効率的な培養が可能である。
標とすることで効率的な培養が可能である。
以上説明した通り、本発明によれば代謝物生産用の細胞
培養を工業的に効率良く行うことが可能になるという効
果がある。
培養を工業的に効率良く行うことが可能になるという効
果がある。
第１図は本発明の培養制御装置の実施例を示すプラント
の装置配置概略図、第２図は複合プラスミドpTREZ1の構
造図、第３図はRQと菌体増殖及びβ−gal生産の関係を
示す特性図、第４図及び第５図は50自動制御培養槽で
のSM発酵実験結果を示す特性図、第６図及び第７図は本
発明の実施例に係る培養制御の運転結果を示す特性図で
ある。 １……培養槽、２……攪拌機、３……基質タンク、４…
…制御用電子計算機、５……ガス量測定器、６……酸素
分析計、７……導管、８……基質流加ポンプ、９……導
管、10……ガス量測定器、11……酸素分析計、12……炭
酸ガス分析計、13……導管。
の装置配置概略図、第２図は複合プラスミドpTREZ1の構
造図、第３図はRQと菌体増殖及びβ−gal生産の関係を
示す特性図、第４図及び第５図は50自動制御培養槽で
のSM発酵実験結果を示す特性図、第６図及び第７図は本
発明の実施例に係る培養制御の運転結果を示す特性図で
ある。 １……培養槽、２……攪拌機、３……基質タンク、４…
…制御用電子計算機、５……ガス量測定器、６……酸素
分析計、７……導管、８……基質流加ポンプ、９……導
管、10……ガス量測定器、11……酸素分析計、12……炭
酸ガス分析計、13……導管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｒ 1:545） (Ｃ１２Ｎ 1/21 Ｃ１２Ｒ 1:19） (72)発明者 緒田原 蓉二 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 住谷 知明 山口県下松市東豊井794番地 株式会社日 立製作所笠戸工場内
Claims (24)
- 【請求項１】細胞を好気的に培養し、その細胞に代謝物
を生産させる培養制御方法において、細胞培養により発
生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと、細胞培
養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータとの
比の変化を指標として培養液に基質を添加することを特
徴とする培養制御方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の培養制御方法
において、前記の比は呼吸商であることを特徴とする培
養制御方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の培養制御方法
において、前記細胞は微生物細胞であることを特徴とす
る培養制御方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の培養制御方法
において、前記培養液には前記基質と共に誘導物質を添
加することを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第２項記載の培養制御方法
において、前記呼吸商の上昇開始後低下直後までに前記
基質または前記基質及び誘導物質を添加することを特徴
とする培養制御方法。 - 【請求項６】細胞を好気的に培養し、その細胞に代謝物
を生産させる培養制御方法において、細胞培養により発
生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと、細胞培
養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータとの
比の変化を指標として菌体増殖の終点を判定することを
特徴とする培養制御方法。 - 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の培養制御方法
において、前記の比は呼吸商であることを特徴とする培
養制御方法。 - 【請求項８】特許請求の範囲第６項記載の培養制御方法
において、前記細胞は微生物細胞であることを特徴とす
る培養制御方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲第６項記載の培養制御方法
において、前記培養液には前記基質と共に誘導物質を添
加することを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第７項記載の培養制御方
法において、前記呼吸商の上昇開始後低下直後までに前
記基質または前記基質及び誘導物質を添加することを特
徴とする培養制御方法。 - 【請求項１１】細胞を好気的に培養し、その細胞に代謝
物を生産させる培養制御方法において、細胞培養により
発生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと、細胞
培養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータと
の比の変化を指標として培養を終了することを特徴とす
る培養制御方法。 - 【請求項１２】特許請求の範囲第11項記載の培養制御方
法において、前記の比は呼吸商であることを特徴とする
培養制御方法。 - 【請求項１３】特許請求の範囲第11項記載の培養制御方
法において、前記細胞は微生物細胞であることを特徴と
する培養制御方法。 - 【請求項１４】細胞を好気的に培養し、その細胞に代謝
物を生産させる培養制御方法において、細胞培養により
発生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと、細胞
培養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータと
の比の変化を指標として代謝物生産終了の判定とするこ
とを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項１５】特許請求の範囲第14項記載の培養制御方
法において、前記の比は呼吸商であることを特徴とする
培養制御方法。 - 【請求項１６】特許請求の範囲第14項記載の培養制御方
法において、前記細胞は微生物細胞であることを特徴と
する培養制御方法。 - 【請求項１７】細胞を好気的に培養し、その細胞に代謝
物を生産させる培養制御方法において、細胞培養により
発生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと、細胞
培養により発生する酸素量に基づく第２のパラメータと
の比の変化を指標として基質の添加と培養の終了とを行
うことを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項１８】特許請求の範囲第17項記載の培養制御方
法において、前記の比は呼吸商であることを特徴とする
培養制御方法。 - 【請求項１９】特許請求の範囲第17項記載の培養制御方
法において、前記細胞は微生物細胞であることを特徴と
する培養制御方法。 - 【請求項２０】特許請求の範囲第17項記載の培養制御方
法において、前記培養液には前記基質と共に誘導物質を
添加することを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項２１】特許請求の範囲第18項記載の培養制御方
法において、前記呼吸商の上昇開始後低下直後までに前
記基質または前記基質及び誘導物質を添加することを特
徴とする培養制御方法。 - 【請求項２２】特許請求の範囲第19項記載の培養制御方
法において、前記微生物細胞は遺伝子組換え菌細胞であ
ることを特徴とする培養制御方法。 - 【請求項２３】特許請求の範囲第17項記載の培養制御方
法において、前記の各パラメータの検出とこれに基づく
制御とをオンラインで行うことを特徴とする培養制御方
法。 - 【請求項２４】培養槽と、該培養槽に開口するガス供給
管、、ガス排出管及び基質供給管と、該ガス供給管中を
流れるガスについて検出する第１のガス量測定器及び第
１の酸素分析計と、前記培養槽上部のガス域ないし前記
ガス排出管を流れるガスについて検出する第２のガス量
測定器、第２の酸素分析計及び炭酸ガス分析計と、前記
各測定器及び分析計からの検出信号を入力し、細胞培養
により発生する炭酸ガス量に基づく第１のパラメータと
細胞培養により発生する酸素量に基づく第２のパラメー
タとの比の変化を演算して前記基質供給管から前記培養
槽への流路の開閉及び／または流加制御を行う制御信号
を出力する電子計算機とを備えてなる培養制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058480A JPH078231B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 培養制御方法及び培養制御装置 |
| KR1019860002170A KR910008640B1 (ko) | 1985-03-25 | 1986-03-24 | 배양제어방법 및 배양제어장치 |
| DE86104079T DE3688534T2 (de) | 1985-03-25 | 1986-03-25 | Verfahren und Gerät zur Kultivierungssteuerung. |
| CN86101928A CN86101928B (zh) | 1985-03-25 | 1986-03-25 | 控制培养的方法及其设备 |
| US06/843,613 US4891310A (en) | 1985-03-25 | 1986-03-25 | Method of controlling culture |
| EP86104079A EP0196061B1 (en) | 1985-03-25 | 1986-03-25 | Method of controlling culture and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058480A JPH078231B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 培養制御方法及び培養制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219379A JPS61219379A (ja) | 1986-09-29 |
| JPH078231B2 true JPH078231B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13085594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60058480A Expired - Lifetime JPH078231B2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 培養制御方法及び培養制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4891310A (ja) |
| EP (1) | EP0196061B1 (ja) |
| JP (1) | JPH078231B2 (ja) |
| KR (1) | KR910008640B1 (ja) |
| CN (1) | CN86101928B (ja) |
| DE (1) | DE3688534T2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619287A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-16 | Hitachi Ltd | 複合プラスミド及びそれを保持する微生物 |
| DE3585176D1 (de) * | 1984-06-22 | 1992-02-27 | Hitachi Ltd | Verfahren zum kontrollieren der zuechtung von rekombinanten. |
| JPH07110232B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1995-11-29 | 株式会社日立製作所 | 遺伝子組換え大腸菌の遺伝子生産物を採取する方法および装置 |
| JP2676511B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1997-11-17 | 株式会社日立製作所 | 酢酸を指標とした培養方法及びその装置 |
| JPH088857B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1996-01-31 | ヤマサ醤油株式会社 | 酵素反応方法およびそれに使用する反応装置 |
| US5541056A (en) * | 1989-10-10 | 1996-07-30 | Aquasearch, Inc. | Method of control of microorganism growth process |
| US5656421A (en) * | 1990-02-15 | 1997-08-12 | Unisyn Technologies, Inc. | Multi-bioreactor hollow fiber cell propagation system and method |
| FR2665458A1 (fr) * | 1990-08-03 | 1992-02-07 | Agronomique Inst Nat Rech | Procede de controle automatique de la fermentation dans les mouts de raisin. |
| US5106747A (en) * | 1990-10-05 | 1992-04-21 | Life Technologies, Inc. | Method for enzymatic regeneration of cell culture media and media kits therefor |
| US5595905A (en) * | 1992-03-12 | 1997-01-21 | G.D. Searle & Co. | Process control system for fed-batch fermentation using a computer to predict nutrient consumption |
| DE4337787A1 (de) * | 1993-11-05 | 1995-05-11 | Hoechst Ag | Sauerstoffabhängige Fermentation von Mikroorganismen |
| US5955323A (en) * | 1996-08-01 | 1999-09-21 | American Home Products Corporation | Automated high-yield fermentation of plasmid DNA in Escherichia coli |
| CN1064404C (zh) * | 1996-09-19 | 2001-04-11 | 中国科学院化工冶金研究所 | 需氧微生物发酵过程控制菌体代谢节律的培养方法 |
| US6635441B2 (en) | 2001-02-08 | 2003-10-21 | Irm, Llc | Multi-sample fermentor and method of using same |
| EP1423505A2 (en) * | 2001-08-06 | 2004-06-02 | Vanderbilt University | Device and methods for monitoring the status of at least one cell |
| JP4895507B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2012-03-14 | 株式会社ヤクルト本社 | ストレプトマイセス属細菌の培養方法及びこれを利用する有用物質の製造方法 |
| JP2006288201A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-26 | Asahi Breweries Ltd | 微生物の流加培養方法及び流加培養装置 |
| WO2009013066A1 (de) * | 2007-06-15 | 2009-01-29 | Hitec Zang Gmbh | Verfahren zur fermentation von zellkulturen |
| CN102260631B (zh) * | 2010-05-27 | 2013-01-02 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种培养用于生产柠檬酸的黑曲霉的方法 |
| CN110468167B (zh) * | 2018-05-04 | 2022-12-27 | 上海凯赛生物技术股份有限公司 | 一种发酵生产1,5-戊二胺的方法 |
| LT7058B (lt) * | 2023-06-22 | 2024-04-25 | Kauno technologijos universitetas | Tikslinio produkto sintezės maksimizavimo būdas pusiau periodiniuose rekombinantinių e. coli kultivavimo procesuose |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3926737A (en) * | 1972-05-10 | 1975-12-16 | New Brunswick Scientific Co | Method and apparatus for control of biochemical processes |
| DE2924446C2 (de) * | 1979-06-18 | 1982-09-16 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren und Vorrichtung zum Kultivieren von Zellen und Geweben von Menschen und Tieren oder von Mikroorganismen |
| KR870001649B1 (ko) * | 1980-11-26 | 1987-09-18 | 가부시기가이샤 히다찌 세이사꾸쇼 | 미생물 배양제어방법 및 장치 |
| CH664822A5 (de) * | 1980-12-05 | 1988-03-31 | Buchs Umwelttech Utb | Verfahren zur biologischen waermeerzeugung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
| JPS5878584A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-12 | Hitachi Ltd | 培養基質の流加制御方法 |
| JPS58187184A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-11-01 | Hitachi Ltd | 酸素富化ガスによる微生物の培養方法および装置 |
| JPS6091979A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-23 | Hitachi Ltd | 基質の流加制御方法及び装置 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP60058480A patent/JPH078231B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-24 KR KR1019860002170A patent/KR910008640B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-03-25 EP EP86104079A patent/EP0196061B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-25 US US06/843,613 patent/US4891310A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-25 DE DE86104079T patent/DE3688534T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-25 CN CN86101928A patent/CN86101928B/zh not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR860007378A (ko) | 1986-10-10 |
| EP0196061A3 (en) | 1987-09-30 |
| KR910008640B1 (ko) | 1991-10-19 |
| DE3688534D1 (de) | 1993-07-15 |
| EP0196061B1 (en) | 1993-06-09 |
| EP0196061A2 (en) | 1986-10-01 |
| CN86101928B (zh) | 1987-12-09 |
| CN86101928A (zh) | 1986-09-24 |
| DE3688534T2 (de) | 1994-01-20 |
| JPS61219379A (ja) | 1986-09-29 |
| US4891310A (en) | 1990-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH078231B2 (ja) | 培養制御方法及び培養制御装置 | |
| Shimizu et al. | Fed-batch cultures of recombinant Escherichia coli with inhibitory substance concentration monitoring | |
| Stratton et al. | High cell-density fermentation | |
| Pan et al. | Physiological constraints in increasing biomass concentration of Escherichia coli B in fed-batch culture | |
| Kiss et al. | Metabolic activity control of the l‐lysine fermentation by restrained growth fed‐batch strategies | |
| Andersen et al. | Metabolic oscillations in an E. coli fermentation | |
| Namdev et al. | Effect of oxygen fluctuations on recombinant Escherichia coli fermentation | |
| EP0283726B1 (en) | Method for cultivation with acetate concentration monitoring and apparatus for the same | |
| EP0219791A2 (en) | Process for culturing recombinant cells | |
| Ramírez et al. | Exponentially fed-batch cultures as an alternative to chemostats: the case of penicillin acylase production by recombinant E. coli | |
| Shibai et al. | Effects of oxygen and carbon dioxide on inosine fermentation | |
| Feren et al. | The relationship between critical oxygen level and antibiotic synthesis of capreomycin and cephalosporin C | |
| Shimizu et al. | Cultivation of Escherichia coli harbouring hybrid plasmids | |
| JPS5942884A (ja) | 通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置 | |
| CN109402039A (zh) | 一种强化MutS型毕赤酵母表达异源蛋白的方法 | |
| CN111094579B (zh) | 一种辅酶q10发酵生产控制方法 | |
| Zhou et al. | Development of a responsive methanol sensor and its application in Pichia pastoris fermentation | |
| JPS6170982A (ja) | 遺伝子組換え菌の培養制御方法 | |
| CN1982467B (zh) | 基于pH的反馈补料生产谷氨酸的方法 | |
| Brandes et al. | Fed‐batch cultivation of recombinant Escherichia coli JM103 and production of the fusion protein SPA:: EcoRI in a 60‐L working volume airlift tower loop reactor | |
| Winter et al. | Relationship between culture redox potential and culture fluorescence in Corynebacterium glutamicum | |
| JPH02100667A (ja) | 微生物の流加培養方法及び装置 | |
| Sobotka et al. | Chemical engineering aspects of submerged production of citric acid | |
| Agrawal | An experimental study of acid production rate controlled operations of a continuous fermentor | |
| Park et al. | Analysis of kinetic paramers for the 3 β-indoleacrylic acid effect on trp promoter in Escherichia coli |