식물세포의 느린 생장과 낮은 생산량의 이유로 지금까지 는 주로 미생물이나 동물세포에서 유전자 재조합 단백질을 생산하여 왔다. 그러나 저렴한 배지 가격, 동물 유래 바이러스 감염 위험성으로부터의 안정성, glycosylation 등의 post-translational modification이 가능하다는 장점들로 인하여 최근 들어 식물세포배양은 생물학적 활성을 가진 고부가가치의 단백질을 생산하는데 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 생장배지에 첨가했던 sucrose의 소비와 induction 배지로의 교환에서 오는 배지내의 삼투압을 조절하여 hCTLA4-Ig의 생산성을 높이고자 하였다. 다양한 삼투압 조절제 첨가 실험을 통해 sorbitol을 선별하고, 40 mM의 sorbitol 첨가에서 상대적으로 높은 생존도와 induction 후 7일째 대조구보다 1.7배 높은 생산성을 확인하였다. 또한, 저농도의 glucose 첨가를 통한 생산성 증대에 있어서는 8 mM glucose에서 induction 이후에도 높은 세포농도를 유지하면서 최대 37.3 mg/L까지 hCTLA4-Ig 생산량을 증가시켰다. 5-L bioreactor에서 회분식 배양과 induction시의 hCTLA4-Ig 생산량을 비교한 결과 induction시 배양 18일째 최고 45.3 mg/L까지 높일 수 있었으며, 회분식 배양에 비해 2.1배 증가됨을 확인하였다.
An immunosuppressive agent, human cytotoxic T lymphocyte antigen 4 (hCTLA4), is used for the prevention of graft rejection and treatment of autoimmune diseases. hCTLA4-Ig, a CTLA4-immunoglobulin fusion protein, was produced and secreted from transgenic rice cell suspension cultures using rice a-amylase (RAmy3D) expression system. In this system, hCTLA4-Ig expression was regulated metabolically by sugar starvation. For the purpose of improving hCTLA4-Ig production, the effects of osmotic pressure was investigated in suspension cultures of transgenic rice cells. The highest production level was achieved at 40 mM sorbitol $(140;mOsm{cdot}kg^{-1};H_2O)$. Using the medium with 8 mM glucose, the level of hCTLA4-Ig in the medium reached 45.3 mg/L. By adjusting the osmotic pressure of induction medium, it was found that the hCTLA4-Ig production could be increased up to 2.1-fold compared with that in batch culture.
