intTypePromotion=3

Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp Taxol của các hệ thống tế bào TAXUS WALLICHIANA ZUCC. IN VITRO

Chia sẻ: Nguyen Ngoc Han | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

0
61
lượt xem
10
download

Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp Taxol của các hệ thống tế bào TAXUS WALLICHIANA ZUCC. IN VITRO

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô sẹo và dịch treo tế bào hình thành từ sự phân chia của các tế bào nhu mô vỏ thân cây thông đỏ Lâm Đồng Taxus wallichiana Zucc. trên môi trường B5 có bổ sung 2,4-D và kinetin. Sự sinh tổng hợp taxol của các hệ thống tế bào chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như thời gian nuôi cấy, nhiệt độ, áp suất thẩm thấu, chất cảm ứng... Sự kéo dài thời gian nuôi cấy làm giảm sự tăng trưởng của mô sẹo nhưng làm tăng sự tích luỹ taxol trong tế bào. Ánh sáng ngăn cản...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp Taxol của các hệ thống tế bào TAXUS WALLICHIANA ZUCC. IN VITRO

  1. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 KH O SÁT VÀI Y U T NH HƯ NG Đ N S SINH T NG H P TAXOL C A CÁC H TH NG T BÀO TAXUS WALLICHIANA ZUCC. IN VITRO Lê Th Thu Tiên(1), Bùi Trang Vi t (2), Nguy n Đ c Lư ng(1) (1) Trư ng Đ i h c Bách khoa, ĐHQG-HCM (2) Trư ng Đ i h c Khoa h c T nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nh n ngày 08 tháng 01 năm 2009, hoàn ch nh s a ch a ngày 30 tháng 11 năm 2010) TÓM T T: Mô s o và d ch treo t bào hình thành t s phân chia c a các t bào nhu mô v thân cây thông ñ Lâm Đ ng Taxus wallichiana Zucc. trên môi trư ng B5 có b sung 2,4-D và kinetin. S sinh t ng h p taxol c a các h th ng t bào ch u nh hư ng c a nhi u y u t như th i gian nuôi c y, nhi t ñ , áp su t th m th u, ch t c m ng... S kéo dài th i gian nuôi c y làm gi m s tăng trư ng c a mô s o nhưng làm tăng s tích lu taxol trong t bào. Ánh sáng ngăn c n s tăng trư ng c a mô s o nhưng làm tăng s t ng h p taxol. S gia tăng áp su t th m th u môi trư ng nuôi c y (v i saccharose 60 g/l), s b sung phenylalnine (20 mg/l) v i vai trò là ti n ch t h u cơ, methyl jasmonate (10 mg/l) v i vai trò là tác nhân c m ng ñ u làm tăng s tích lu taxol trong t bào. Hàm lư ng taxol trong các h th ng t bào ñư c ñánh giá thông qua tác ñ ng c n s t o phác th r c a tr h di p cây m m ñ u xanh. T khóa: Mô s o, d ch treo t bào, Taxus wallichiana Zucc., taxol. 1. GI I THI U Các h th ng t bào Taxus in vitro ñư c xem Taxol (paclitaxel), m t alkaloid như m t phương ti n ñ y h a h n ñ s n xu t diterpenoid t nhiên ñư c thu nh n t v cây taxol (Jaziri và c ng s , 1996) [10]. Tuy nhiên, thông ñ Thái Bình Dương (Taxus brevifolia), v n còn m t s h n ch khi ñưa vào s n xu t ñư c FDA (the Food and Drug Administration) ph c v nhu c u thương m i do s n lư ng th p công nh n là tác nhân hoá tr hi u qu và quan và không n ñ nh. Vì v y, ñ có th thương m i tr ng ñ i v i m t s b nh ung thư vào năm hoá taxol c n ph i có nh ng dòng t bào tăng 1992 (Woo và c ng s , 1994) [22]. sinh nhanh, có kh năng s n xu t cao và n Vi c cung c p taxol b h n ch do thu ñ nh. Vi c ch n dòng t bào k t h p v i ñi u nh n t cây ngoài t nhiên v i s lư ng gi i ki n môi trư ng t i ưu, ch t c m ng thích h p h n, ñ ng th i v i nhu c u s d ng ñ ñi u tr là y u t quy t ñ nh trong s n xu t (Collins- ung thư ngày càng tăng. Nhi u phương pháp Pavao và c ng s , 1996) [5]. Các nhà khoa h c thu nh n taxol ñư c nghiên c u như t ng h p ñã t p trung vào nghiên c u v n ñ này và nâng hoá h c, bán t ng h p t ti n ch t là 10- cao hi u su t theo các hư ng: b sung các ti n deacetylbaccatin III, nuôi c y t bào th c v t... ch t h u cơ vào môi trư ng nuôi c y (Silvestrini và c ng s , 2002) [18], t o áp su t B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 67
  2. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 th m th u c a môi trư ng nuôi c y (Kim và h p taxol c a t bào. Ch s tăng trư ng c a mô c ng s , 2001) [11]; s d ng các ch t c m ng s o và d ch treo t bào ñư c xác ñ nh theo Chen như methyl jasmonate (Luo và c ng s , 2003) và c ng s (2003) [3]. [13] … T t c nh ng y u t này khi ñư c x lý Th i gian nuôi c y ñ c l p v i nhau ñ u có th làm tăng s n lư ng Mô s o ñư c duy trì trong th i gian 7, 8, 9 taxol trong môi trư ng nuôi c y. Các hư ng và 10 tháng. S c y chuy n ñư c th c hi n ñ u nghiên c u trên cho th y kh năng nâng cao ñ n sau m i 4 tu n. Kh o sát s tăng trư ng và quá trình sinh t ng h p taxol có th th c hi n ho t tính taxol c a mô s o 7, 8, 9 và 10 tháng ñư c. S sinh t ng h p taxol ñư c ñánh giá b i tu i. các phương pháp tiên ti n (HPLC) nhưng ñ ng Ánh sáng th i cũng có th ñánh giá qua kh năng c n s Mô s o và d ch treo t bào ñư c duy trì hình thành phác th r t tr h di p cây m m trong 4 tu n ñi u ki n t i và sáng (cư ng ñ ñ u xanh (Lê Th Thu tiên và c ng s , 2010) ánh sáng 2800 ± 200 lux, th i gian chi u sáng [21]. 16 gi /ngày). Kh o sát s tăng trư ng và ho t 2. V T LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP tính taxol c a mô s o và d ch treo t bào. V t li u Nhi t ñ V t li u t o mô s o và d ch treo t bào là Mô s o và d ch treo t bào ñư c nuôi c y thân non 3 – 4 tu n tu i trên cây Thông ñ Lâm các ñi u ki n nhi t ñ khác nhau: 22, 25, 28 và Đ ng (Taxus wallichiana Zucc.), ñư c cung 31oC. Kh o sát s tăng trư ng và ho t tính c p b i Trung tâm Nghiên c u Lâm sinh Lâm taxol c a mô s o và d ch treo t bào. Đ ng. V t li u dùng trong sinh tr c nghi m s Methyl jasmonate t o phác th r là tr h di p cây m m ñ u xanh Methyl jasmonate ñư c b sung vào d ch (Phaseolus aureus Roxb.) 3 ngày tu i. treo t bào ngày th 14 c a quá trình nuôi c y Phương pháp v i n ng ñ 10, 20, 30 và 40 mg/l. Kh o sát s ● Kh o sát các y u t nh hư ng lên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t sinh t ng h p taxol bào. Mô s o trên môi trư ng B5 (Gamborg và Phenylalanine c ng s , 1968) [9] b sung 2,4-D 4 mg/l và Phenylalanine ñư c b sung vào d ch treo kinetin 1 mg/l (Lê Th Thu Tiên và c ng s , t bào ngày th 14 c a quá trình nuôi c y v i 2006) [19], d ch treo t bào trong môi trư ng n ng ñ 10, 20 và 30 mg/l. Kh o sát s tăng B5 v i 2,4-D 5 mg/l, kinetin 0,5 mg/l, casein trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t bào. hydrolysate 750 mg/l và PVP 1000 mg/l (Lê Saccharose Th Thu Tiên và c ng s , 2006) [20] ñư c s D ch treo t bào ñư c nuôi trong môi d ng trong các thí nghi m c i ti n ñi u ki n trư ng có saccharose n ng ñ 30, 40, 60, 80 và môi trư ng nuôi c y ñ thúc ñ y s sinh t ng Trang 68 B n quy n thu c ĐHQG-HCM
  3. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 100 g/l. Kh o sát s tăng trư ng và ho t tính dung d ch taxol tinh khi t 1mg/l (Lê Th Thu taxol c a d ch treo t bào. Tiên và c ng s , 2010) [21]. ● Thu nh n taxol t các h th ng t bào 3. K T QU Taxol trong các h th ng t bào ñư c ly nh hư ng c a th i gian nuôi c y ñ n s trích v i chloroform (Chattopadhyay và c ng tăng trư ng và ho t tính taxol c a mô s o s , 2004) [2]. Mô s o 7, 8, 9 và 10 tháng tu i ñư c s ● Xác ñ nh ho t tính taxol b ng phương d ng làm nguyên li u ñ ly trích và xác ñ nh pháp tr c nghi m s t o phác th r ho t tính c a taxol và các h p ch t liên quan. Cao chloroform t 1g (tr ng lư ng tươi) S tăng trư ng c a mô s o gi m theo s kéo mô s o hay d ch treo t bào ñư c hòa tan trong dài th i gian nuôi c y. Th i gian nuôi c y càng 1ml c n 5% và b sung vào 10 ml môi trư ng dài, mô s o càng tăng trư ng ch m và màu s c agar v i saccharose 20g/l ñ tr c nghi m s t o c a mô s o càng ñ m hơn ( nh 1, 2). S gi m phác th r t tr h di p cây m m ñ u xanh. tăng trư ng c a mô s o x y ra song song v i s Ho t tính c a taxol trong cao chi t t l ngh ch gia tăng ho t tính c a taxol trong t bào. Ho t v i s sai bi t v s lư ng r hình thành trong tính c a taxol cao nh t (1,06 mg/l) thu ñư c t ñi u ki n chu n (không có taxol) sau 30 gi x mô s o 10 tháng tu i (b ng 1). lý trong t i và ñư c tính b ng cách so sánh v i nh 1. Mô s o 7 tháng tu i nh 2. Mô s o 9 tháng tu i B ng 1. nh hư ng c a th i gian nuôi c y lên s sinh t ng h p taxol c a mô s o Th i gian (tháng) Ch s tăng trư ng Ho t tính c a taxol (mg/l) 7 0,33 ± 0,02d 0,62 ± 0,03a 8 0,21 ± 0,01c 0,78 ± 0,04b 9 0,09 ± 0,00b 0,93 ± 0,04c 10 0,03 ± 0,01a 1,06 ± 0,03d B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 69
  4. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 Các m u t khác nhau bi u di n m c ñ sai bi t có ý nghĩa (theo c t) ñ tin c y 95%. nh hư ng c a nhi t ñ ñ n ho t tính bào này t t hơn 25oC. S gi m tăng trư ng taxol c a mô s o và d ch treo t bào c a mô s o và d ch treo t bào x y ra cùng v i Nhi t ñ thích h p cho s sinh t ng h p s gia tăng t ng h p taxol trong t bào. Ho t taxol c a mô s o và d ch treo t bào là 28oC. tính taxol c a mô s o cao hơn c a d ch treo t Tuy nhiên, s tăng trư ng c a các h th ng t bào trong t t c các nghi m th c (b ng 2). B ng 2. nh hư ng c a nhi t ñ lên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a mô s o và d ch treo t bào Nhi t ñ Mô s o D ch treo t bào o ( C) Ch s tăng Ho t tính c a Ch s tăng Ho t tính c a trư ng taxol (mg/l) trư ng taxol (mg/l) 22 0,43 ± 0,04a 0,43 ± 0,02a 0,28 ± 0,09ab 0,39 ± 0,04a 25 0,58 ± 0,05c 0,59 ± 0,03b 0,43 ± 0,09b 0,50 ± 0,09bc 28 0,31 ± 0,04ab 0,76 ± 0,03c 0,17 ± 0,06a 0,59 ± 0,03c 31 0,25 ± 0,03a 0,64 ± 0,03b 0,07 ± 0,01a 0,42 ± 0,03ab Các m u t khác nhau bi u di n m c ñ sai bi t có ý nghĩa (theo c t) ñ tin c y 95%. nh hư ng c a ánh sáng ñ n ho t tính ( nh 3). Tương t , s tăng trư ng c a d ch treo taxol c a mô s o và d ch treo t bào t bào ñi u ki n sáng th p hơn trong t i. Mô s o trong ñi u ki n chi u sáng tăng Đi u ki n chi u sáng kích thích s sinh t ng trư ng ch m, màu nâu. Mô s o trong ñi u ki n h p taxol c a mô s o và d ch treo t bào cao t i tăng trư ng nhanh hơn và có màu vàng nâu hơn ñi u ki n t i (b ng 3). nh 3. Mô s o ñư c nuôi trong ñi u ki n chi u sáng khác nhau Trang 70 B n quy n thu c ĐHQG-HCM
  5. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 B ng 3. nh hư ng c a ánh sáng trên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a mô s o và d ch treo t bào Đi u ki n Mô s o D ch treo t bào nuôi c y Ch s tăng Ho t tính c a Ch s tăng Ho t tính c a trư ng taxol (mg/l) trư ng taxol (mg/l) Sáng 0,220 ± 0,033 0,960 ± 0,075 0,175 ± 0,029 0,620 ± 0,015 T i 0,789 ± 0,009 0,570 ± 0,021 0,258 ± 0,046 0,430 ± 0,017 methyl jasmonate 10 mg/l (ho t tính c a taxol nh hư ng c a methyl jasmonate ñ n s ương 0,74 mg/l). Tác ñ ng c a methyl tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t jasmonate n ng ñ 30 và 40 mg/l tương ñương bào nhau và h u như s tăng trư ng c a d ch treo t S hi n di n c a methyl jasmonate trong bào không b nh hư ng b i methyl jasmonate môi trư ng nuôi c y kích thích s sinh t ng (b ng 4). h p taxol c a d ch treo t bào, ñ c bi t v i B ng 4. nh hư ng c a methyl jasmonate lên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t bào Methyl jasmonate (mg/l) Ch s tăng trư ng Ho t tính c a taxol (mg/l) 0 0,23 ± 0,04a 0,50 ± 0,01a 10 0,21 ± 0,02a 0,74 ± 0,03c 20 0,23 ± 0,03a 0,67 ± 0,03bc 30 0,18 ± 0,03a 0,65 ± 0,03b 40 0,15 ± 0,01a 0,65 ± 0,02b Các m u t khác nhau bi u di n m c ñ sai bi t có ý nghĩa (theo c t) ñ tin c y 95%. nh hư ng c a phenylalanine lên s sinh trong môi trư ng nuôi c y. Ho t tính c a taxol t ng h p taxol c a d ch treo t bào cao nh t v i phenylalanine 20 và 30 mg/l. Ho t tính c a taxol trong d ch treo t bào Phenylalanine không nh hư ng ñ n s tăng tăng theo s gia tăng n ng ñ phenylalanine trư ng c a d ch treo t bào (b ng 5). B ng 5. nh hư ng c a phenylalanine lên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t bào Phenylalanine (mg/l) Ch s tăng trư ng Ho t tính c a taxol (mg/l) 0 0,23 ± 0,04a 0,50 ± 0,01a 10 0,28 ± 0,04a 0,61 ± 0,01b B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 71
  6. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 20 0,20 ± 0,03a 0,70 ± 0,03c 30 0,23 ± 0,03a 0,72 ± 0,03c Các m u t khác nhau bi u di n m c ñ sai bi t có ý nghĩa (theo c t) ñ tin c y 95%. nuôi c y càng tăng. Hi n tư ng co nguyên sinh nh hư ng c a saccharose lên s sinh c a t bào d ch treo ñư c quan sát dư i kính t ng h p taxol c a d ch treo t bào hi n vi n ng ñ saccharose 40 g/l ( nh 4, 5). S tăng trư ng c a d ch treo t bào càng gi m khi n ng ñ saccharose trong môi trư ng nh 4. T bào d ch treo trong môi trư ng có nh 5. T bào d ch treo trong môi trư ng có n ng ñ saccharose 30 g/l. Mũi tên ch các h t tinh n ng ñ saccharose 40 g/l. Mũi tên ch t bào ñang b t trong t bào tr ng thái co nguyên sinh saccharose trong môi trư ng nuôi c y và cao D ch treo t bào g n như không tăng nh t (0,8 mg/l) v i saccharose 60 g/l. S ti p trư ng v i saccharose 80 và 100 g/l. Ngư c l i, t c gia tăng n ng ñ saccharose làm gi m ho t ho t tính c a taxol tăng khi tăng n ng ñ tính c a taxol trong d ch treo t bào (b ng 6). B ng 6. nh hư ng c a saccharose lên s tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t bào Saccharose (g/l) Ch s tăng trư ng Ho t tính c a taxol (mg/l) 30 0,23 ± 0,02d 0,50 ± 0,01a 40 0,20 ± 0,02cd 0,67 ± 0,02b 60 0,16 ± 0,02c 0,80 ± 0,03c 80 0,08 ± 0,06b 0,65 ± 0,03b 100 0,02 ± 0,00a 0,44 ± 0,02a Các m u t khác nhau bi u di n m c ñ sai bi t có ý nghĩa (theo c t) ñ tin c y 95%. Trang 72 B n quy n thu c ĐHQG-HCM
  7. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 4. TH O LU N nh hư ng c a th i gian nuôi c y lên s bào), gi m 31oC. Như v y nhi t ñ t i thích sinh t ng h p taxol cho s tăng trư ng t bào khác v i nhi t ñ t i Th i gian nuôi c y càng dài, s tăng thích cho s t o taxol. Choi và c ng s (2000) trư ng c a mô s o càng gi m, nhưng s sinh cũng ghi nh n d ch treo t bào Taxus chinensis t ng h p taxol càng tăng (b ng 1). Trong t bào tăng trư ng t t nh t 24oC trong khi s sinh th c v t, taxol k t dính các ti u ñơn v tubulin t ng h p taxol cao nh t 29oC [4]. c a vi ng, tr ng thái cân b ng ñ ng c a vi ng nh hư ng c a ñi u ki n chi u sáng lên s b phá v , nh hư ng ñ n s phân chia c a t sinh t ng h p taxol bào (Morejohn và c ng s , 1984) [14]. Do ñó, nhi u loài th c v t, ngoài tác ñ ng lên s sinh t ng h p và tích lu c a taxol trong t s hình thành và tăng trư ng c a mô s o ñư c bào theo th i gian nuôi c y s c n s phân chia nuôi c y in vitro, ánh sáng còn nh hư ng ñ n c a t bào và làm ch m s tăng trư ng c a mô s sinh t ng h p các h p ch t th c p trong t s o. bào do liên quan ñ n s ho t ñ ng c a m t s nh hư ng c a nhi t ñ lên s sinh t ng enzyme n i bào (Fett-Neto và c ng s , 1995) h p taxol [8]. S tăng trư ng c a mô s o và d ch treo t M i enzyme có m t nhi t ñ t i thích ñ bào t thân non cây Thông ñ Lâm Đ ng b ho t ñ ng. Nhi t ñ nh hư ng trên s tăng c n m nh trong ñi u ki n chi u sáng nhưng trư ng và sinh t ng h p taxol c a d ch treo t ho t tính c a taxol cao hơn so v i trong t i bào thông qua ho t ñ ng c a các enzyme trong (b ng 3). M t khác, mô s o trong ñi u ki n các con ñư ng bi n dư ng có liên quan. Trong chi u sáng có màu nâu ñ m hơn khi ñư c nuôi o trong t i. Khác v i k t qu trên Taxus kho ng nhi t ñ ñư c kh o sát (22 – 31 C), s tăng trư ng c a mô s o và d ch treo t bào cuspidata (Fett-Neto và c ng s , 1995) [8], ánh Thông ñ Lâm Đ ng t i ña 25oC, và càng sáng c n ñ ng th i s tăng trư ng c a d ch treo gi m khi nhi t ñ c a môi trư ng nuôi c y t bào và s sinh t ng h p taxol. càng tăng (b ng 2). S gia tăng nhi t ñ có th S ch m tăng trư ng c a mô s o dư i ánh nh hư ng ñ n ho t tính c a các enzyme tham sáng ñư c gi i thích qua s tăng cư ng sinh gia vào các con ñư ng bi n dư ng t o các s n t ng h p các h p ch t phenol. Các h p ch t ph m b c m t ñ cung c p năng lư ng và này liên k t v i m t s enzyme liên quan ñ n nguyên li u cho s tăng trư ng và phân chia t s tăng trư ng c a t bào và ngăn c n s ho t bào (Choi và c ng s , 2000) [4]. S sinh t ng ñ ng c a các enzyme này (Page và c ng s , h p taxol c a mô s o và d ch treo t bào Thông 1987) [16]. Các h p ch t phenol sau khi t ng ñ tăng d n theo s gia tăng nhi t ñ c a môi h p có th ti t ra ngoài và b oxy hoá làm cho o trư ng nuôi c y, cao nh t 28 C (0,76 mg/l mô s o và môi trư ng nuôi c y có màu nâu. ñ i v i s o và 0,59 mg/l ñ i v i d ch treo t Ánh sáng còn có th c n s tăng trư ng c a t B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 73
  8. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 bào th c v t do c n mHMGR, enzyme chìa nh hư ng c a phenylalanine lên s sinh khoá trong s sinh t ng h p mevalonate (ti n t ng h p taxol ch t c a gibberellin và cytokinin và c a các Phenylalanine là ti n ch t c a nhi u h p sterol trên màng t bào) ñang ho t ñ ng m nh ch t th c p c a t bào th c v t như trong nh ng t bào ñang phân chia (Narita và anthocyanin (Edahiro và c ng s , 2005) [6] hay c ng s , 1989) [15]. taxol (Fett-Neto và c ng s , 1993) [7]... Taxol nh hư ng c a methyl jasmonate lên s là m t alkaloid diterpenoid, có m ch nhánh sinh t ng h p taxol ñư c t o thành t phenylalanine nh ph n ng Methyl jasmonate và acid jasmonic là xúc tác c a aminomutase, enzyme xúc tác s nh ng h p ch t ñư c xem như nhóm ch t ñi u tái s p x p v trí c a nhóm amin, s hydroxyl hoà sinh trư ng th c v t có vai trò trong s lão hoá v trí C2 và s benzoyl hoá khi g n k t suy c a th c v t, tham gia vào con ñư ng phenylisoleucin v i baccatin III ñ t o thành truy n tín hi u ngo i sinh (stress, v t thương, taxol (Brincat và c ng s , 2002) [1]. S hi n sinh v t gây b nh) và c m ng ho t ñ ng c a di n c a phenylalanine làm tăng hàm lư ng h th ng phòng th th c v t. Methyl taxol trong d ch treo t bào (b ng 5), ñ c bi t là jasmonate kh i ñ ng s phiên mã mRNA de phenylalanine 20 và 30 mg/l nhưng dư ng như novo c a các gen PAL d n t i s t o không nh hư ng ñ n s tăng trư ng c a d ch Phenylalanine ammonia-lyase, enzyme ñ u tiên treo t bào. Như v y, s s tăng trư ng c a c a con ñư ng phenylpropanoid liên quan ch t d ch treo t bào và s sinh t ng h p taxol là hai ch ñ n s s n xu t các h p ch t th c p th c quá trình khác nhau. v t (Brincat và c ng s , 2002) [1]. Methyl nh hư ng c a saccharose lên s sinh jasmonate h u như không nh hư ng ñ n s t ng h p taxol tăng trư ng c a d ch treo t bào. Tuy nhiên, S gia tăng n ng ñ saccharose trong môi hàm lư ng taxol trong d ch treo t bào tăng cao trư ng nuôi c y làm gi m s tăng trư ng c a khi methyl jasmonate ñư c b sung vào môi d ch treo t bào. n ng ñ saccharose 100 g/l, trư ng nuôi c y. Hàm lư ng taxol cao nh t s tăng trư ng c a d ch treo t bào g n như trong t bào d ch treo v i methyl jasmonate 10 hoàn toàn không x y ra. V m t cơ b n, s gia mg/l là 0,74 mg/l (b ng 4). methyl jasmonate tăng n ng ñ ñư ng có hai tác ñ ng khác nhau n ng ñ 20, 30 và 40 mg/l, ho t tính c a taxol trên các ñ c tính sinh lý c a d ch treo t bào gi m có th do methyl jasmonate n ng ñ cao th c v t. Tác ñ ng th nh t là làm thay ñ i các có nh ng b t l i ñ n ho t ñ ng bi n dư ng c a y u t v t lý c a môi trư ng xung quanh t bào t bào và th m chí có làm ch t t bào (Kim và do s gia tăng áp su t th m th u và tác ñ ng c ng s , 2005) [12] nh hư ng ñ n s sinh th hai là ngu n carbohydrate s n sàng ñ cung t ng h p taxol. c p cho các ho t ñ ng s ng c a t bào (Kim và c ng s , 2001) [11]. S tăng cao n ng ñ Trang 74 B n quy n thu c ĐHQG-HCM
  9. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 ñư ng gây ra tr ng thái co nguyên sinh c a t 5. K T LU N bào, làm xáo tr n ho t ñ ng bi n dư ng c a t - S kéo dài th i gian nuôi c y làm tăng bào và k t qu là s gi m tăng trư ng c a t s sinh t ng h p taxol ñ ng th i v i s gi m bào. Ngư c l i, áp su t th m th u c a môi tăng trư ng c a mô s o. trư ng tăng s tr thành m t tín hi u c m ng - Đi u ki n chi u sáng thúc ñ y s sinh con ñư ng sinh t ng h p các h p ch t th c p t ng h p taxol c a mô s o và d ch treo t bào. (Panda và c ng s , 1992) [17] bao g m c - Nhi t ñ t i ưu cho s tăng trư ng và s taxol. Tuy nhiên, m t áp su t th m th u quá sinh t ng h p taxol c a mô s o và d ch treo t cao (n ng ñ saccharose 80 và 100 g/l) có th bào là 25oC. làm xáo tr n các ho t ñ ng bi n dư ng, c n tr - Các y u t có tác ñ ng hi u qu ñ n s s sinh t ng h p taxol. K t qu nghiên c u này sinh t ng h p taxol c a d ch treo t bào là tương t như k t qu nghiên c u c a Kim và methyl jasmonate 10 mg/l và phenylalanine 20 c ng s (2001) [11] trên ñ i tư ng là d ch treo mg/l. t bào Taxus chinensis. - Saccharose 60 g/l làm tăng s sinh t ng h p taxol nhưng làm gi m s tăng trư ng c a d ch treo t bào. USING BIOTEST TO ESTIMATE TAXOL PRODUCTION FROM CELL SUSPENSION CULTURE OF TAXUS WALLICHIANA ZUCC. IN DIFFERENT CONDITIONS OF CULTURE Le Thi Thuy Tien(1), Bui Trang Viet(2), Nguyen Duc Luong (1) (1) University of Technology, VNU-HCM (2) University of Science, VNU-HCM ABSTRACT: Calli and cell suspension cultures were initiated from Lam Dong Yew (Taxus wallichiana Zucc.) young stem explants, on B5 medium supplemented with 2,4-D and kinetin at appropriate concentrations. Taxol content was estimated by using a root primordium biotest with hypocotyl cuttings of Phaseolus aureus Roxb. (green bean). Results showed that taxol production was influenced by different conditions of culture, such as culture time, temperature, medium osmotic pressure or methyl jasmonate... The growth of calli were inhibited if they were lighted or maintained for a long time on medium culture but taxol synthesis was stimulated. Phenylalanine (as organic precusor), methyl jasmonate (as biotic elicitor) as well as a high osmotic pressure induced taxol accumulation. Keywords: Calli, cell suspension, Taxus wallichiana Zucc., taxol. B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 75
  10. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 TÀI LI U THAM KH O [7]. A.G. Fett-Neto, S.J. Melanson, K. Sakata, F. DiCosmo, Improved growth and taxol [1]. M.C. Brincat, D.M. Gibson, M.L. Shuler, yield in developing calli of Taxus Alterations in taxol production in plant cuspidata by medium composition cell culture via manipulation of modification. Biotechnology 11: 731-734 phenylalanine ammonia lyase pathway, (1993). Biotechnol. Prog, 18: 1149 – 1156 (2002). [8]. A. G. Fett-Neto, J. J. Pennington, F. [2]. S. K. Chattopadhyay, S. Kumar, S.N. DiCosmo, Effect of white light on taxol Srivastava, Singh A., K. R. S. and baccatin III accumulation in cell Tirupadiripuliyur, A. K. Garg, S.P. Singh, cultures of Taxus cuspidata Sieb and Zucc. Process for preparing brevifoliol. United J. Plant Physiol., 146: 584 – 590 (1995). State Patent application 20040127741 [9]. O. L. Gamborg, R. A. Miller, K. Ojima, (2004). Nutrient requirements of suspension [3]. Y-Q. Chen, F. Yi, M. Cai, J-X. Luo, cultures of soybean root cells. Exp Cell Effects of amino acids, nitrate, and Res (50): 151-158 (1968). ammonium on the growth and taxol [10]. M. Jaziri, A. Zhiri, Y.W. Guo, J. P. production in cell cultures of Taxus Dupont, K. Shimomura, H. Hamada, M. yunnanensis. Plant Growth Regulation, Vanhaelen, J. Homes, Taxus sp. cell, 41: 265–268 (2003). tissue and organ cultures as alternative [4]. H.K. Choi, S.I. Kim, J.S. Son, S.S. Hong, source for taxoids production: a literature H.S. Lee, H.J. Lee, Enhancement of survey. Plant Cell Tissue Organ Cult. 46, paclitaxel production by temperature shift 59 – 75 (1996). in suspension culture of Taxus chinensis. [11]. S-I. Kim, H-K. Choi, J-H. Kim, H-S Lee, Enzyme and Microbial Technology 27: S-S. Hong, Effect of osmotic pressure on 593–598 (2000). paclitaxel production in suspension cell [5]. M. Collins-Pavao, C.K. Chin, H. Pedersen, cultures of Taxus chinensis. Enzyme and Taxol partitioning in two-phase plant cell Microbial Technology, 28: 202 – 209 cultures of Taxus brevifolia. Journal of (2001). Biotechnology (49): 95 – 100 (1996). [12]. B.J. Kim, D.M. Gibson, M.L. Shuler, [6]. J. Edahiro, M. Nakamura, M. Seki, Relationship of viability and apoptosis to Enhanced accumulation of anthocyanin in taxol production in Taxus sp. suspension cultured strawberry cells by repetitive cultures elicited with methyl jasmonate. feeding of L-phenylalanine into medium. Biotechnol. Prog, 21, 700-707 (2005). Journal of Bioscience and Bioengineering, [13]. J. Luo, G.Y. He, Optimization of elicitors 99 (1):43-47 (2005). and precursors for paclitaxel production Trang 76 B n quy n thu c ĐHQG-HCM
  11. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 in cell suspension culture of Taxus Verpoorte, Effect of alkaloid precursor chinensis in the presence of nutrient feeding on a Camptotheca acuminata cell feeding. Process Biochemistry, 30: 1 – 8 line. Plant Physiology and Biochemistry, (2003). 40: 749-753 (2000). [14]. L. C. Morejohn, D. E. Fosket, Taxol- [19]. Lê Th Thu Tiên, Bùi Trang Vi t, induced rose microtubule polymerization Nguy n Đ c Lư ng, S t o mô s o và in vitro and its inhibition by colchicine. d ch treo t bào có kh năng s n xu t The Journal of Cell Biology, 99, 141-147 taxol t lá và thân non cây thông ñ (1984). Taxus wallichiana Zucc. T p chí Công [15]. J.O. Narita, W. Gruissem, Tomato ngh Sinh h c, 4(1): 1 – 6 (2006). hydroxymethylglutaryl CoA reductase is [20]. Lê Th Thu Tiên, Bùi Trang Vi t, required early in fruit development but not Nguy n Đ cLư ng, Tìm hi u v s tăng during ripening. The Plant Cell, 1: 181 – trư ng c a d ch treo t bào Taxus 190 (1989). wallichiana Zucc. T p chí Phát tri n [16]. Y. M. Page, J. Van Staden, Hypoxoside Khoa h c và Công ngh ĐHQG TPHCM, production in tissue cultures of Hypoxis 9(5): 47 – 51 (2006). rooperi. Plant Cell, Tissue and Organ [21]. Lê Th Thu Tiên, Bùi Trang Vi t, Culture, 9 (2): 131 - 136 (1987). Nguy n Đ c Lư ng, Tác ñ ng c a taxol [17]. A. K Panda., S. Mishram, V. S. Bisaria, trên s phân chia t bào tr h di p cây Alkaloid production by plant cell m m ñ u xanh (Phaseolus aureus Roxb.). suspension cultures of Holarrhena T p chí Phát tri n Khoa h c và Công ngh antidysenterica: I. Effect of major ĐHQG TPHCM, 1(13): 43 – 47 (2010). nutrients. Biotechnology and [22]. D.D.L. Woo, S.Y.P. Miao, J.C. Pelayo, Bioengineering, 39: 1043 – 1051 (1992). A.S. Woollf, Taxol inhibits progression of [18]. A. Silvestrini, G. Pasqua, B. Botta, B. congenital polycystic kidney disease. Monacelli, R. van der Heijden, R. Nature 368, 750 – 753 (1994). B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 77

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản