分離・胞子形成
PDA・麦芽エキス・Czapek-Dox などの基準培地で菌株を分離し分生子を形成させる。
- 菌株分離
- 胞子形成
糸状菌 発酵培養用培地は、AspergillusやTrichodermaなどの糸状菌(カビ)を分離・胞子形成・前培養から大量発酵まで培養し、酵素・有機酸・組換えタンパク質を生産させるための培地である。菌糸形態・分泌誘導・高粘度ブロスの酸素供給を前提に、炭素源と窒素源のバランスで設計する糸状菌特有の培地系であり、哺乳類細胞や単細胞微生物とは選定軸が全く異なる。
糸状菌発酵では、酵母や大腸菌と違って菌糸が伸長・分岐し、ペレット状やフィラメント状の塊として生育するため、培地は粘度・酸素移動・菌形態の制御を前提に設計されます。AspergillusやTrichodermaは細胞外に酵素や有機酸を大量分泌するため、誘導性プロモーターを駆動する炭素源(セルロース、ラクトース、ソフォロースなど)と、十分な窒素源の量比が生産性の律速になります。哺乳類細胞培地の糖鎖や比産生速度ではなく、分泌誘導とブロス物性が選定軸です。
培地系は性格が二分されます。FGSC標準に準拠した最少培地(AMM)/完全培地(ACM)や規定培地は、栄養要求性マーカー・遺伝子発現解析・株評価で組成の再現性を重視する研究用途で選ばれます。一方、産業発酵では酵母エキス系ニュートリエントや麦芽エキス・ジャガイモデキストロースなどの複合原料を窒素源・増殖促進因子として大量投入し、力価とコストで選定します。同じ宿主でも目的が研究か生産かで銘柄が置き換わります。
他モダリティでは選定基準も原料も全く異なります。CHO/HEK293の哺乳類本培養は無血清・化学的定義培地が中心で、ここで使う複合原料や寒天系分離培地は使われません。大腸菌・酵母発酵とも、糸状菌は分生子(胞子)からの前培養・形態制御・高粘度ブロスの酸素供給という固有の課題を持ち、PDA・麦芽エキス・Czapek-Doxといった胞子形成・分離向けの基準培地が前段で必須になる点が独特です。
基本的には、宿主菌種と生産物(酵素・有機酸・組換えタンパク質)に合わせて分離・前培養と本発酵の培地を決め、分生子の取得から高粘度の本発酵へ進めます。
糸状菌 発酵培養用培地は、菌株の分離・胞子形成から前培養、高粘度の本発酵、分泌誘導までの糸状菌上流工程で使われます。
PDA・麦芽エキス・Czapek-Dox などの基準培地で菌株を分離し分生子を形成させる。
分生子懸濁液から本発酵へ渡す菌糸体を立ち上げる前培養に複合培地を使う。
ジャーやバイオリアクターでの大量発酵で複合原料や酵母エキス系ニュートリエントを投入する。
誘導基質を含む炭素源で酵素・有機酸・組換えタンパク質の分泌を立ち上げる。
糸状菌 発酵培養用培地は糸状菌発酵モダリティの中核で、哺乳類細胞系や単細胞微生物のモダリティでは選定基準も原料も置き換わります。