독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [Nomaguchi ARI의 회장] (이하 "AIST"), 생물학적 프로세스 연구 부서 [Kamagata Yoichi 회장], Tsuda Sakae, 최고 연구원, 합성 생물학 연구 그룹의 대표 연구원 인 Kondo Hidemasa (Condo Hidemasa), Hokkaido (Saekaido)의 회장 (Condo hidemasa)의 수석 연구원 (Kondo Hidemasa) Riken 's Institute (Noyori Ryoji 회장) 및 캐나다의 Queen's University를 버섯을 만들었습니다 (Ishikarigamanohotake)안지 단바카라 필승법3D 구조X- 선 결정 구조 분석 방법에 의해 결정되었다
Ishikarigamano Scarlet은 추운 지역에 사는 버섯의 한 종류입니다 이 연구 개발은이 버섯에 의해 생성 된 부동수 단바카라 필승법이 얼음 성장을 강력하게 억제하고 강한 부동액 효과를 나타낼 수 있음을 밝혀 냈습니다 이시 카리가 마노 주홍색은이 버섯을 원료로 사용하여 대량으로 배양 할 수 있기 때문에, 강한 부동산 특성을 갖는 새로운 방해 단바카라 필승법은 저비용 생산에서 생산 될 것으로 예상되며, 식품을 안정적으로 동결시키기위한 기술과 세포를 개선 할 수 있습니다
또한이 연구 결과는 2012 년 5 월 29 일 (일본 시간)에 미국 아카데믹 저널 "미국 국립 과학 아카데미의 절차"(국립 과학 아카데미의 절차)
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| 부동수 단바카라 필승법이 얼음 결정 성장을 억제하는 방법에 대한 개략도 |
정상적인 얼음은 자라서 블록이 될 때 함께 모이는 수많은 얼음 입자입니다 얼음 입자가 커지면 입자에서 물 이외의 물질을 제거하고 파괴하여 냉동고 (냉동 식품 및 수분 유출)로 인해 악화됩니다 따라서 식품, 세포 등을 얼리려면 얼음 입자를 작게 유지하는 것이 중요하지만 지금까지 액체 질소와 많은 에너지 소비가있는 냉장 장치가 필요했습니다 부동액 단바카라 필승법은 얼음 표면을 강하게 흡수하고 얼음 입자의 성장을 억제하는 단바카라 필승법입니다 부동액 단바카라 필승법을 첨가하면 얼음 입자가 정상보다 작아 냉동실로 인해 식품 및 세포와 같은 수화 된 물질의 손상이 줄어 듭니다 또한 가공 식품, 야채 및 과일에 완전히 새로운 에너지 절약 된 동결 보존 기술이 이용 가능하며, 이는 동결로 인한 손상에 취약하고 이전에는 얼기 어려운 손상에 취약 할 것으로 예상됩니다 일본에서는 어류 또는 채소에서 추출한 부동수 단바카라 필승법에 대한 응용 기술의 개발이 진행되고 있습니다 또한, 유전자 변형 기술을 사용하여 생산 된 어류 반 수염 단바카라 필승법을 사용한 기술 개발 (아이스크림)은 미국에서 진행되고 있습니다 그러나 저렴한 고성능 금지 단바카라 필승법을 생산하는 기술이 없다는 문제가있었습니다
AIST는 다양한 세포와 식품을 고품질로 저장하고 극 곰팡이가 가지고있는 동결 내성 메커니즘을 설명하는 기술 개발을 연구하고 있습니다 전통적으로, 부동액 단바카라 필승법은 극지 지역에 사는 유기체에 의해서만 생산되었지만 2002 년 AIST (단바카라 필승법 구조 연구 그룹, 생물 장애 공학 연구부)는 일본에서 잡힌 물고기에서 방해 단바카라 필승법을 발견했으며, 저렴하게 이용 가능하고, 대량 생산 기술에 대한 연구 및 개발을 수행했으며, 대량 생산 기능을 수행했습니다 반면에, 우리는 또한 추운 환경에서 버섯이 자라서 저온 저항의 메커니즘을 설명 할 때 생성 된 유용한 물질을 탐구했습니다
알려진 부동액 단바카라 필승법보다 우수한 부동액 단바카라 필승법을 검색하기 위해, 우리는 지금까지 연구되지 않은 버섯에 의해 생성 된 부동수 단바카라 필승법에 초점을 맞추고 있으며, 이들의 분자 구조와 항 1 유동 기능의 메커니즘을 명확하게하기 위해 노력하고있다
이 연구 및 개발은 독립 행정 기관의 과학 연구를위한 과학 보조금 촉진 (B 및 C)에 의해 일본 협회에 의해 지원되었습니다
Ishikarigamanohotake (과학 이름Typhula ishikariensis)는 약 80 년 전 hokkaido의 Ishikari 평원에서 발견 된 버섯이며, 풀과 밀과 같은 식물에서 자라는 전형적인 차가운 유기체입니다 이 버섯에 의해 생성 된 TIS 부동액 단바카라 필승법 (TIS 금지 단바카라 필승법)은 물고기 및 야채와 같은 알려진 항해 단바카라 필승법로부터 분자량 및 아미노산 서열과 같은 상이한 특성을 갖는 부동액 단바카라 필승법이며, 어류 항화 단바카라 필승법보다 약 5 배 더 강한 항 5 배의 기능을 갖는다 또한, Ishikarigamanoshoku는 액체 배양에 의해 대량으로 배양 될 수 있기 때문에, 이는 부동액 단바카라 필승법의 새로운 성분이 될 것으로 예상된다 그러나, TIS 부동액 단바카라 필승법이 얼음 결정 성장을 억제하는 메커니즘은 명확하지 않았다
이번에는 단결정을 이시 카리가 마노 쇼쿠의 배양 배지로부터 정제 된 TIS 항 플림 단바카라 필승법을 사용하여,이 단결정의 X- 선 회절은 하이고고 시사의 큰 동시론 방사선 시설에서 스프링 -8에서 Riken 구조 생물학 빔 라인 II (BL44B2)에서 측정되었다
TIS 부동액 단바카라 필승법의 3 차원 구조는 현재까지 알려진 다른 항 1 부등 단바카라 필승법의 3 차원 구조와 완전히 다르며, "나선형 계단"과 같은 독특한 분자 골격이 있습니다 (그림 1A) 이 나선형 계단은 총 6 단계를 가지고 있으며, 더 낮은 단계로 갈수록 TIS 부동액 단바카라 필승법은 일반적으로 배와 비슷합니다 또한 고도로 평면 영역이 단바카라 필승법 표면의 일부에 형성되어 얼음에 강하게 결합 할 수있는 것으로 밝혀졌다 또한,이 영역의 여러 안개에 몇몇 물 분자가 불규칙적으로 묻혔다 (도 1B) 이 부위가 얼음 표면과 접촉 할 때, 잔해의 물 분자는 얼음의 일부가되며, 부동수 단바카라 필승법을 얼음에 강하게 연결하는 앵커처럼 작용하는 것으로 생각됩니다 (그림 1c)
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| 그림 1 (a) TIS 부동액 단바카라 필승법의 3 차원 구조, (b) TIS 부동액 단바카라 필승법의 분자 표면 노란색 부분이 얼음 결정에 흡착되는 영역, (c) 얼음 결정에 TIS 부동수 단바카라 필승법의 흡착의 개략도 |
미세한 얼음 결정의 단위 구조는 개략적으로 일반 육각형 프리즘으로 표시됩니다 (그림 2a) 형광 라벨을 사용하여 얼음에 흡착 된 TIS 부동액 단바카라 필승법을 시각화함으로써, TIS 항 - 부동수 단바카라 필승법은 얼음 결정의 여러 결정 평면에서 흡착 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다 (일반 육각형 프리즘의 측면 및 상단 및 하단 표면) (도 2B) 물고기의 부동액 단바카라 필승법은 상단 및 하단 표면에 흡착 될 수없는 것으로 알려져 있습니다 TIS 부동액 단바카라 필승법이 강한 부동액 기능을 발휘하는 이유는 얼음 결정의 여러 얼음 결정 표면에 흡착되어 성장을 강하게 억제하기 때문입니다 (그림 2C)
상기로부터, TIS 부동액 단바카라 필승법은 물고기 및 야채와 같은 부동수 단바카라 필승법과 함께 새로운 고성능 금지 단바카라 필승법로서 적용될 수 있다고 믿어진다
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그림 2 (a) 얼음 결정의 단위 구조, (b) TIS 부동수 단바카라 필승법이 결합하는 얼음 결정 표면,
(c) TIS 부동수 단바카라 필승법에 의해 흡착 된 얼음 결정 표면의 개략도 |
TIS 부동액 단바카라 필승법은 독특한 메커니즘을 통해 물고기와 채소의 부동액 단바카라 필승법을 훨씬 능가하는 특성을 발휘합니다 또한, 부동액 기능이 강하기 때문에 소량조차도 충분히 효과적 일 수 있다고 생각됩니다 최소 사용량은 대략 1/5 일 것으로 예상됩니다 버섯의 부동수 단바카라 필승법에 대한 질량 생산 기술은 재배 및 배양 기술을 사용하여 설립되면, 새로운 적용된 부동액 단바카라 필승법이 발전하여 특성을 활용할 것으로 예상됩니다
우리는 얼음에 흡착되는 TIS 부동액 단바카라 필승법의 메커니즘을 인위적으로 변화시킴으로써 성능 향상을 고려할 것입니다 또한, 우리는 중간 및 배양 조건을 최적화하여 저렴한 비용으로 대량의 부동수 단바카라 필승법을 생산할 수있는 기술을 개발하고자합니다 또한, 우리는 이시 카리가 마노 스칼렛 이외의 차가운 지역에서 수집 된 버섯을 대상으로 방해 단바카라 필승법의 성능과 기능을 상세하게 분석 할 것입니다 이 연구를 통해 우리는 버섯에서 부동수 단바카라 필승법을 사용하여 냉동 보존 기술을 개발할 계획입니다