Influence of perfluorinated gas carriers on biomass and taxane production of transgenic roots Taxus x media

Karolina Kafel

Abstract

Paclitaxel (PC), which is a member of the taxane family produced by all species of yew in a very small quantities. Drugs containing PC are currently approved for uses in treatment of ovarian, breast, and lung cancers and other types of carcinomas. Taxus cell cultures produce PC and other taxanes without forest harvestation and therefore provide a sustainable source of this important secondary metabolite. Taxane accumulation in Taxus x media var. Hicksii transgenic roots was investigated. The influence of perfluorodecalin (PFD) and two elicitors (methyl jasmonate – MeJA or coronatine – COR) on biomass increase and taxanes production was examined. The highest root biomass increase was observed in control culture and culture with PFD layer, but without PFD and/or elicitors while medium supplementation with elicitors caused reduced root growth. In unelicited cultures no taxanes were detected. Only PC an baccatin III were determined in plant extracts. The highest PC content was achieved when MeJA and degassed PFD were applied together to the culture on day inoculation or day 14th, 115,76 i 142,64 g/flask, respectively. The highest baccatin III amount – 77,83 g/DW, was noted in roots cultivated in medium supplemented only with COR without any PFD on day 42nd .
Diploma typeMaster of Science
Author Karolina Kafel
Karolina Kafel,,
-
Title in PolishWpływ perfluorowanego nośnika gazów na przyrost biomasy i wytwarzanie taksanów w hodowli wgłębnej korzeni transgenicznych Taxus x media
Supervisor Maciej Pilarek ZBIB
Maciej Pilarek,,
- Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering
Certifying unitFaculty of Chemistry (FC)
Affiliation unitDepartment of Biotechnology and Bioprocess Engineering (DBBE)
Study subject / specializationBiotechnologia Przemysłowa
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date16-07-2013
Issue date (year)2013
Keywords in Polish-
Keywords in English-
Abstract in PolishTaksany to grupa związków z powodzeniem stosowana w terapii przeciwnowotworowej, do walki z nowotworami jajników, piersi, pęcherza moczowego, przełyku i wielu innych. Przedstawicielem tej grupy związków jest m.in. paklitaksel (PC), który w środowisku naturalnym występuje w ograniczonych ilościach w tkankach cisów. Ze względu na duże zapotrzebowanie na paklitaksel i inne taksany, poszukuje się metod optymalizacji procesów biotechnologicznych mających na celu zwiększenie wytwarzania tych związków w hodowlach in vitro komórek, tkanek i organów roślinnych. W wykonanych pracach doświadczalnych zbadano wpływ dodatku fazy perfluorowanej (PFD) oraz dwóch elicytorów (jasmonian metylu - MeJA lub koronatyny - COR) na przyrosty biomasy i wytwarzanie taksanów w hodowli wgłębnej korzeni transgenicznych Taxus x media var. Hicksii. Układ kontrolny stanowiła hodowla, w której nie zastosowano żadnego nośnika gazu ani elicytora. Stosowano następujące warianty hodowli: elicytor bez PFD; PFD napowietrzną lub nienapowietrzaną dodawaną w dniu inokulacji lub w 14 dniu hodowli i/lub elicytor. Elicytor dodawano w 28 dniu hodowli i prowadzono hodowlę przez kolejne 14 dni. Najwyższe przyrosty biomasy obserwowano w hodowli kontrolnej oraz w układach z PFD, lecz bez elicytorów. Zastosowanie elicytorów skutkowało zmniejszeniem przyrostu biomasy w każdym wariancie hodowlanym. W analizowanych ekstraktach wykryto jedynie PC i bakkatynę III. W hodowlach, w których nie stosowano dodatku elicytorów nie stwierdzono obecności taksanów. Spośród dwóch wybranych do badań elicytorów MeJA, w większym stopniu niż COR, stymulował wytwarzanie PC w przeprowadzonych wariantach hodowli. Zaobserwowano wyższą akumulację PC w biomasie korzeni, niż w pożywce czy warstwie PFD. Bakkatynę III wykrywano wyłącznie w biomasie korzeni. Najwyższą zawartość paklitakselu zanotowano pod wpływem MeJA i przy zastosowaniu PFD nienapowietrzanej dodawanej w dniu inokulacji lub w 14 dniu od zapoczątkowania hodowli. Wyniosła ona odpowiednio 115,76 i 142,64 g/kolbę Największą ilość bakkatyny III - 77,83 g/g sm., stwierdzono, gdy podłoże uzupełnione było wyłącznie COR bez PFD w 42 dniu hodowli.
File
Kafel_Karolina_Praca_magisterska.pdf (file archived - login or check accessibility on faculty) Kafel_Karolina_Praca_magisterska.pdf 2.44 MB


Back