セミナー情報

株式会社フジワラテクノアート・HMT共催

発酵・醸造で培ってきた固体培養技術を基盤に、未利用バイオマスを高付加価値な機能性素材へと転換する取り組みが、いま新たな産業創出の可能性として注目されています。しかし、成分の不確実性や機能性の裏付け不足、スケール検証の難しさが、研究開発の大きな障壁となっています。本講演では、フジワラテクノアートとHMT社が共創する「微生物インダストリープラットフォーム」の全体像をご紹介します。固体培養技術とメタボロミクス解析を融合させることで、未利用資源の可能性を科学的に可視化し、新たな価値創出へとつなげるアプローチを具体例とともに解説します。

Chinese hamster ovary（CHO）細胞は、雌のチャイニーズハムスター（Cricetulus griseus）の卵巣から1957年に樹立され、現在も組換えタンパク質であるバイオ医薬品の宿主細胞として産業利用されている。チャイニーズハムスター肺組織より新たに樹立したChinese hamster lung（CHL）-YN細胞（理化学研究所バイオリソースバンク：RCB5004）は、従来のCHO細胞と比較して約2倍速く増え、組換えタンパク質である糖タンパク質をより早く生産することが可能であり、これまでに海外の大手製薬企業を含む複数の企業に本細胞を導出している。本講演では、メタボローム解析より明らかにした本細胞の特徴についてお話しする。抗体生産CHL-YN細胞および抗体生産CHO-K1細胞を用いて、グルコース濃度が一定に制御されるように流加培養を行い、細胞増殖期の異なる4段階（増殖速度の違いにより日数は異なるが、それぞれ誘導期・対数期・静止期・死滅期に対応）でメタボローム解析を実施した。その結果、CHL-YN細胞ではアルギニンとメチオニンがより多く消費されることが明らかとなった。アルギナーゼ2を発現していないCHO-K1細胞では、アルギニンからオルニチンに分解することができないが、CHL-YN細胞の培養においては、細胞内外のオルニチンの量が増加した。さらに、システイン生合成の前駆体であるシスタチオニンは、CHL-YN細胞培養時の細胞内・細胞外において共に高い濃度で検出されたが、CHO-K1細胞では検出されなかった。これらの結果から、CHO-K1細胞と異なり、CHL-YN細胞では細胞内でオルニチンとシスタチオニンが生産されることが示唆された。メタボローム解析により得られたこれらの結果は、トランスクリプトーム解析で得られた結果とも一致する内容であった。以上のように、メタボローム解析を実施することで、新規細胞の特徴をより深く理解し、バイオものづくりの向上を目指した次の戦略を考えることが可能となる。今後、CHL-YN細胞の速い増殖メカニズムが明らかになり、また、最適化された培養方法が確立されることにより、本細胞の需要がさらに高まることが期待される。

サラブレッドは、徹底した血統管理のもとで、より高い競走能力を獲得することのみを目的として数百年にわたり改良を続けられてきた動物である。全身持久力の指標である体重あたりの最大酸素摂取量は、ヒトのトップアスリートの2倍以上であり、運動生理学分野において非常に魅力的な動物モデルとなっている（Exp Physiol. 2011）。サラブレッドを研究対象とする重要な利点として、運動強度を正確に規定できることに加えて、バイオプシーによって素早く筋サンプルを採取可能であることが挙げられる。我々は、運動による乳酸をはじめとした代謝物質の濃度変動が骨格筋の適応を引き起こすトリガーになると考えて研究を進めてきた（J Exp Biol. 2024; Physiol Genomics. 2025など）。本講演では、ウマ骨格筋を対象として実施してきたメタボローム解析データ、特に高強度インターバル運動や高酸素・低酸素下での運動前後に採取した中臀筋における代謝物質濃度の変化と、RNA-seqを用いたその後の遺伝子発現解析の結果について紹介する。