1. Trang Chủ
  2. Báo cáo khoa học
  3. Báo cáo khoa học:Khảo sát vài yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp taxol của các hệ thống tế bào taxus

Báo cáo khoa học:Khảo sát vài yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp taxol của các hệ thống tế bào taxus

ô 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... T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010

Thể loại Tài liệu miễn phí Báo cáo khoa học

Số trang 11

Ngày tạo 8/30/2018 1:09:19 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 4.11 M

Tên tệp

Tải Báo cáo khoa học:Khảo sát vài yếu tố ảnh hưởng đến... (.pdf)

Xem mẫu

  1. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 NH HƯ NG Đ N S KH O SÁT VÀI Y U T 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. Các h th ng t bào Taxus in vitro ñư c xem 1. GI I THI U như m t phương ti n ñ y h a h n ñ s n xu t Taxol (paclitaxel), mt alkaloid taxol (Jaziri và c ng s , 1996) [10]. Tuy nhiên, diterpenoid t nhiên ñư c thu nh n t v cây v n còn m t s h n ch khi ñưa vào s n xu t thông ñ Thái Bình Dương (Taxus brevifolia), ph c v nhu c u thương m i do s n lư ng th p ñư c FDA (the Food and Drug Administration) và không n ñ nh. Vì v y, ñ có th thương m i công nh n là tác nhân hoá tr hi u qu và quan hoá taxol c n ph i có nh ng dòng t bào tăng tr ng ñ i v i m t s b nh ung thư vào năm sinh nhanh, có kh năng s n xu t cao và n 1992 (Woo và c ng s , 1994) [22]. ñ nh. Vi c ch n dòng t bào k t h p v i ñi u Vi c cung c p taxol b h n ch do thu ki n môi trư ng t i ưu, ch t c m ng thích h p nh n t cây ngoài t nhiên v i s lư ng gi i là y u t quy t ñ nh trong s n xu t (Collins- h n, ñ ng th i v i nhu c u s d ng ñ ñi u tr Pavao và c ng s , 1996) [5]. Các nhà khoa h c ung thư ngày càng tăng. Nhi u phương pháp ñã t p trung vào nghiên c u v n ñ này và nâng thu nh n taxol ñư c nghiên c u như t ng h p cao hi u su t theo các hư ng: b sung các ti n hoá h c, bán t ng h p t ti n ch t là 10- ch t h u cơ vào môi trư ng nuôi c y deacetylbaccatin III, nuôi c y t bào th c v t... (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 s o và d ch treo t bào ñư c xác ñ nh theo Chen c ng s , 2001) [11]; s d ng các ch t c m ng 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 ñi u ki n t i và sáng (cư ng ñ hình thành phác th r t tr h di p cây m m trong 4 tu n ñ u xanh (Lê Th Thu tiên và c ng s , 2010) ánh sáng 2800 ± 200 lux, th i gian chi u sáng 16 gi /ngày). Kh o sát s tăng trư ng và ho t [21]. tính taxol c a mô s o và d ch treo t bào. 2. V T LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP Nhi t ñ V t li u Mô s o và d ch treo t bào ñư c nuôi c y V t li u t o mô s o và d ch treo t bào là các ñi u ki n nhi t ñ khác nhau: 22, 25, 28 và thân non 3 – 4 tu n tu i trên cây Thông ñ Lâm 31oC. Kh o sát s tăng trư ng và ho t tính Đ ng (Taxus wallichiana Zucc.), ñư c cung taxol c a mô s o và d ch treo t bào. c p b i Trung tâm Nghiên c u Lâm sinh Lâm Methyl jasmonate Đ ng. V t li u dùng trong sinh tr c nghi m s Methyl jasmonate ñư c b sung vào d ch t o phác th r là tr h di p cây m m ñ u xanh treo t bào ngày th 14 c a quá trình nuôi c y (Phaseolus aureus Roxb.) 3 ngày tu i. v i n ng ñ 10, 20, 30 và 40 mg/l. Kh o sát s Phương pháp tăng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t ● Kh o sát các y u t nh hư ng lên s bào. sinh t ng h p taxol Phenylalanine Mô s o trên môi trư ng B5 (Gamborg và Phenylalanine ñư c b sung vào d ch treo c ng s , 1968) [9] b sung 2,4-D 4 mg/l và t bào ngày th 14 c a quá trình nuôi c y v i kinetin 1 mg/l (Lê Th Thu Tiên và c ng s , n ng ñ 10, 20 và 30 mg/l. Kh o sát s tăng 2006) [19], d ch treo t bào trong môi trư ng trư ng và ho t tính taxol c a d ch treo t bào. B5 v i 2,4-D 5 mg/l, kinetin 0,5 mg/l, casein Saccharose hydrolysate 750 mg/l và PVP 1000 mg/l (Lê bào ñư c nuôi trong môi D ch treo t Th Thu Tiên và c ng s , 2006) [20] ñư c s trư ng có saccharose n ng ñ 30, 40, 60, 80 và d ng trong các thí nghi m c i ti n ñi u ki n môi trư ng nuôi c y ñ thúc ñ y s sinh t ng B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 68
  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 tăng trư ng và ho t tính taxol c a mô s o trích v i chloroform (Chattopadhyay và c ng Mô s o 7, 8, 9 và 10 tháng tu i ñư c s s , 2004) [2]. ● 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 gia tăng ho t tính c a taxol trong t bào. Ho t Ho t tính c a taxol trong cao chi t t l ngh ch 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 Ch s tăng trư ng Th i gian (tháng) Ho t tính c a taxol (mg/l) 0,33 ± 0,02d 0,62 ± 0,03a 7 0,21 ± 0,01c 0,78 ± 0,04b 8 0,09 ± 0,00b 0,93 ± 0,04c 9 0,03 ± 0,01a 1,06 ± 0,03d 10 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%. 25oC. S gi m tăng trư ng nh hư ng c a nhi t ñ ñ n ho t tính bào này t t hơn 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 s gia tăng t ng h p taxol trong t bào. Ho t Nhi t ñ thích h p cho s sinh t ng h p 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 bào trong t t c các nghi m th c (b ng 2). Tuy nhiên, s tăng trư ng c a các h th ng t 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 Ch s tăng Ho t tính c a Ho t tính c a trư ng trư ng taxol (mg/l) taxol (mg/l) 0,43 ± 0,04a 0,43 ± 0,02a 0,28 ± 0,09ab 0,39 ± 0,04a 22 0,58 ± 0,05c 0,59 ± 0,03b 0,43 ± 0,09b 0,50 ± 0,09bc 25 0,31 ± 0,04ab 0,17 ± 0,06a 0,59 ± 0,03c 28 0,76 ± 0,03c 0,25 ± 0,03a 0,64 ± 0,03b 0,07 ± 0,01a 0,42 ± 0,03ab 31 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 ñi u ki n sáng th p hơn taxol c a mô s o và d ch treo t bào t bào trong t i. Đi u ki n chi u sáng kích thích s sinh t ng Mô s o trong ñi u ki n chi u sáng tăng h p taxol c a mô s o và d ch treo t bào cao trư ng ch m, màu nâu. Mô s o trong ñi u ki n hơn ñi u ki n t i (b ng 3). t i tăng trư ng nhanh hơn và có màu vàng nâu nh 3. Mô s o ñư c nuôi trong ñi u ki n chi u sáng khác nhau B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 70
  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 Ch s tăng Ho t tính c a Ho t tính c a trư ng trư ng taxol (mg/l) taxol (mg/l) Sáng 0,220 ± 0,033 0,960 ± 0,075 0,175 ± 0,029 0,620 ± 0,015 Ti 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 nh hư ng b i methyl jasmonate bào không b 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 Ch s tăng trư ng Methyl jasmonate (mg/l) Ho t tính c a taxol (mg/l) 0,23 ± 0,04a 0,50 ± 0,01a 0 0,21 ± 0,02a 0,74 ± 0,03c 10 0,23 ± 0,03a 0,67 ± 0,03bc 20 0,18 ± 0,03a 0,65 ± 0,03b 30 0,15 ± 0,01a 0,65 ± 0,02b 40 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. Phenylalanine không nh hư ng ñ n s tăng Ho t tính c a taxol trong d ch treo t bào trư ng c a d ch treo t bào (b ng 5). tăng theo s gia tăng n ng ñ phenylalanine 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 Ch s tăng trư ng Phenylalanine (mg/l) Ho t tính c a taxol (mg/l) 0,23 ± 0,04a 0,50 ± 0,01a 0 0,28 ± 0,04a 0,61 ± 0,01b 10 B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 71
  6. Science & Technology Development, Vol 13, No.T3- 2010 0,20 ± 0,03a 0,70 ± 0,03c 20 0,23 ± 0,03a 0,72 ± 0,03c 30 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 n ng ñ saccharose 40 g/l ( nh 4, 5). hi n vi 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 bào g n như không tăng D ch treo t 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 Ch s tăng trư ng Saccharose (g/l) Ho t tính c a taxol (mg/l) 0,23 ± 0,02d 0,50 ± 0,01a 30 0,20 ± 0,02cd 0,67 ± 0,02b 40 0,16 ± 0,02c 0,80 ± 0,03c 60 0,08 ± 0,06b 0,65 ± 0,03b 80 0,02 ± 0,00a 0,44 ± 0,02a 100 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%. B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 72
  7. T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S T3 - 2010 4. TH O LU N 31oC. Như v y nhi t ñ t i thích nh hư ng c a th i gian nuôi c y lên s bào), gi m cho s tăng trư ng t bào khác v i nhi t ñ t i sinh t ng h p taxol thích cho s t o taxol. Choi và c ng s (2000) tăng Th i gian nuôi c y càng dài, s cũng ghi nh n d ch treo t bào Taxus chinensis trư ng c a mô s o càng gi m, nhưng s sinh 24oC trong khi s sinh tăng trư ng t t nh t t ng h p taxol càng tăng (b ng 1). Trong t bào 29oC [4]. t ng h p taxol cao nh t th c v t, taxol k t dính các ti u ñơn v tubulin 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) [8]. S tăng trư ng c a mô s o và d ch treo t h p taxol bào t thân non cây Thông ñ Lâm Đ ng b M i enzyme có m t nhi t ñ t i thích ñ c n m nh trong ñi u ki n chi u sáng nhưng ho t ñ ng. Nhi t ñ nh hư ng trên s tăng ho t tính c a taxol cao hơn so v i trong t i trư ng và sinh t ng h p taxol c a d ch treo t (b ng 3). M t khác, mô s o trong ñi u ki n bào thông qua ho t ñ ng c a các enzyme trong chi u sáng có màu nâu ñ m hơn khi ñư c nuôi các con ñư ng bi n dư ng có liên quan. Trong 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 cuspidata (Fett-Neto và c ng s , 1995) [8], ánh tăng trư ng c a mô s o và d ch treo t bào 25oC, và càng sáng c n ñ ng th i s tăng trư ng c a d ch treo Thông ñ Lâm Đ ng t i ña t bào và s sinh t ng h p taxol. gi m khi nhi t ñ c a môi trư ng nuôi c y 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 ñ ng c a các enzyme này (Page và c ng s , bào (Choi và c ng s , 2000) [4]. S sinh t ng 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 mô s o và môi trư ng nuôi c y có màu nâu. 28 C (0,76 mg/l 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 nh hư ng c a phenylalanine lên s sinh bào th c v t do c n mHMGR, enzyme chìa 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 bào th c v t như ch t th cp ca t 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 ñư c t o thành t phenylalanine nh ph n ng sinh t ng h p taxol xúc tác c a aminomutase, enzyme xúc tác s Methyl jasmonate và acid jasmonic là tái s p x p v trí c a nhóm amin, s hydroxyl nh ng h p ch t ñư c xem như nhóm ch t ñi u hoá v trí C2 và s benzoyl hoá khi g n k t hoà sinh trư ng th c v t có vai trò trong s lão phenylisoleucin v i baccatin III ñ t o thành suy c a th c v t, tham gia vào con ñư ng taxol (Brincat và c ng s , 2002) [1]. S hi n truy n tín hi u ngo i sinh (stress, v t thương, di n c a phenylalanine làm tăng hàm lư ng sinh v t gây b nh) và c m ng ho t ñ ng c a taxol trong d ch treo t bào (b ng 5), ñ c bi t là h th ng phòng th th c v t. Methyl phenylalanine 20 và 30 mg/l nhưng dư ng như jasmonate kh i ñ ng s phiên mã mRNA de không nh hư ng ñ n s tăng trư ng c a d ch novo c a các gen PAL d n t i s to treo t bào. Như v y, s s tăng trư ng c a Phenylalanine ammonia-lyase, enzyme ñ u tiên d ch treo t bào và s sinh t ng h p taxol là hai c a con ñư ng phenylpropanoid liên quan ch t quá trình khác nhau. ch ñ n s s n xu t các h p ch t th c p th c nh hư ng c a saccharose lên s v t (Brincat và c ng s , 2002) [1]. Methyl 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 n ng ñ saccharose 100 g/l, d ch treo t bào. 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 tăng cao n ng ñ c ng s , 2001) [11]. S B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 74
  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 [7]. A.G. Fett-Neto, S.J. Melanson, K. Sakata, TÀI LI U THAM KH O 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 B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 76
  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, Nguy n Đ c Lư ng, S induced rose microtubule polymerization t o mô s o v à năng s n xu t in vitro and its inhibition by colchicine. d ch treo t bào có kh lá và thân non cây thông ñ The Journal of Cell Biology, 99, 141-147 taxol t (1984). Taxus wallichiana Zucc. T p chí Công ngh Sinh h c, 4(1): 1 – 6 (2006). [15]. J.O. Narita, W. Gruissem, Tomato hydroxymethylglutaryl CoA reductase is [20]. Lê Th Thu Tiên, Bùi Trang Vi t, Nguy n Đ cLư ng, Tìm hi u v s tăng required early in fruit development but not trư ng c a d ch treo t during ripening. The Plant Cell, 1: 181 – bào Taxus 190 (1989). wallichiana Zucc. T p chí Phát tri n Khoa h c và Công ngh ĐHQG TPHCM, [16]. Y. M. Page, J. Van Staden, Hypoxoside 9(5): 47 – 51 (2006). production in tissue cultures of Hypoxis rooperi. Plant Cell, Tissue and Organ [21]. Lê Th Thu Tiên, Bùi Trang Vi t, Nguy n Đ c Lư ng, Tác ñ ng c a taxol Culture, 9 (2): 131 - 136 (1987). trên s phân chia t bào tr h di p cây [17]. A. K Panda., S. Mishram, V. S. Bisaria, m m ñ u xanh (Phaseolus aureus Roxb.). Alkaloid production by plant cell T p chí Phát tri n Khoa h c và Công ngh suspension cultures of Holarrhena ĐHQG TPHCM, 1(13): 43 – 47 (2010). antidysenterica: I. Effect of major 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 congenital polycystic kidney disease. [18]. A. Silvestrini, G. Pasqua, B. Botta, B. Nature 368, 750 – 753 (1994). Monacelli, R. van der Heijden, R. B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 77
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược