JP2022122157A

JP2022122157A - 植物細胞製造方法、細胞製造方法、植物細胞製造装置、及び細胞製造装置

Info

Publication number: JP2022122157A
Application number: JP2021019266A
Authority: JP
Inventors: 達則清川; Tatsunori Kiyokawa
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2022-08-22

Abstract

【課題】本発明の課題は、バイオマスを植物細胞の培養に利用することで、培養コストを低減することができる、植物細胞の製造方法及び植物細胞の製造装置を提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するために（ｉ）バイオマスを改質するステップ（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップを含む植物細胞の製造方法を提供する。本発明の植物細胞の製造方法によれば、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより植物細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を製造する方法、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養し細胞を製造する方法、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を製造する装置、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を製造し細胞を製造する装置に関するものである。

バイオ産業において、食品、医薬品等の製造に植物細胞が用いられている。植物細胞は、動物培養細胞と比較すると培養が容易であるため、様々な目的のために広く用いられており、目的に応じて様々な植物の様々な部位の植物細胞が用いられている。

ここで、特許文献１のような農業の技術分野では、栄養源として、バイオマスの一種であるコンポストや汚泥を栄養源として利用して植物体を栽培することが行われている。

特開２００６－６３０１号公報

特許文献１などに記載のように、バイオマスを用いて植物体の栽培を行うことが可能なことから、バイオマスには植物の生育に十分な栄養素が含まれていると考えられる。植物細胞の培養おいても、多くの栄養源を含む培地が必要であり、高等植物の細胞においてはさらに適切な植物ホルモンが必要とされる。植物細胞の産業利用をさらに進めるため、大規模培養を行おうとすると、培地や植物ホルモンなどのコストを低減し、安価に成立させることが求められる。
しかしながら、植物細胞は、植物体と異なり環境ストレスに弱く、栄養素以外の多くの成分や微生物を含む場合もあるバイオマスを利用して培養することは困難である。

そこで、本発明の課題は、バイオマスを植物細胞の培養に利用することで、培養コストを低減することができる、植物細胞の製造方法及び植物細胞の製造装置を提供することにある。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより、植物細胞の培養コストが低減され得ることを見出し、本発明を完成した。

上記課題を解決するための本発明の植物細胞の製造方法は、下記の（ｉ）及び（ｉｉ）のステップを含むことを特徴とするものである。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
本発明の植物細胞の製造方法によれば、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより植物細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

また、上記課題を解決するための本発明の細胞の製造方法は、下記の（ｉ）～（ｉｉｉ）のステップを含むことを特徴とするものである。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
（ｉｉｉ）得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するステップ
本発明の細胞の製造方法によれば、改質したバイオマスを利用して培養した植物細胞を、他の細胞の培養に利用することにより細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

上記課題を解決するための本発明の植物細胞の製造装置は、バイオマスを収納するバイオマス収納部と、バイオマスを改質するバイオマス改質部と、植物細胞を培養する植物細胞培養部とを備え、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するように構成されていることを特徴とするものである。
本発明の植物細胞の製造装置によれば、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより植物細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

さらに、本発明の細胞の製造装置はとしては、バイオマスを収納するバイオマス収納部と、バイオマスを改質するバイオマス改質部と、植物細胞を培養する植物細胞培養部と、他の培養を培養する細胞培養部とを備え、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養し、得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するように構成されていること特徴とするものである。
本発明の細胞の製造装置によれば、改質したバイオマスを利用して培養した植物細胞を、他の細胞の培養に利用することにより細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

本発明によれば、バイオマスを植物細胞の培養に利用することで、培養コストを低減することができる、植物細胞の製造方法及び植物細胞の製造装置を提供することができる。

本発明の実施態様１の植物細胞の製造装置の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様１の植物細胞の製造装置の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様１の植物細胞の製造装置の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様１の植物細胞の製造方法の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様２の細胞の製造装置の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様２の細胞の製造方法の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様２の細胞の製造方法の実施の他の形態を示す概略図である。本発明の実施態様３の細胞の製造装置の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様３の細胞の製造方法の実施の一形態を示す概略図である。本発明の実施態様３の細胞の製造方法の実施の他の形態を示す概略図である。

本発明における植物細胞は、植物の細胞であれば特に限定されない。植物細胞としては、菌類・地衣類・藻類などの下等植物、維管束をもつ種子植物及びシダ植物等などの高等植物の両者の細胞を含む。植物細胞としては、高等植物の細胞から得られる培養細胞である植物培養細胞であることが、用途の広さの観点から好ましい。植物培養細胞の形態としては、懸濁培養細胞又はカルス培養細胞が挙げられる。植物体から植物培養細胞を調製する方法は特に限定されず、植物に応じて公知の方法から適宜選択して用いることができる。また、植物培養細胞の植物種としては、例えば、タバコ、キダチタバコ、ゴマ、ブドウ、ヨウシュヤマゴボウ、シロイヌナズナ、イネ、ニンジン、アスパラガス、ニチニチソウ、ツルニチニチソウ、ヒャクニチソウ、ムラサキ、ホウレンソウ、ヘチマ、ミヤコグサ、メロン、トマト、ハッカ、タケ、ダイズ、ウコン、サクラ、オウレン、ハマボウフウ、カンゾウ、ヅボイシアなどが挙げられる。

本発明におけるバイオマスとは、動植物由来の、再利用可能な有機性の資源であれば特に限定されない。なお、これには石油などの化石燃料は除かれる。バイオマスとしては、汚泥、廃棄物、排水、微生物又はその培養産物、植物体も若しくは細胞又はその培養産物、動物体も若しくは細胞又はその培養産物などが挙げられる。具体的には、汚泥としては、余剰汚泥、消化汚泥が挙げられる。廃棄物としては、食品残差、野菜くず、生ごみ、たい肥、糞尿汚泥、農業廃棄物、畜産廃棄物、食品加工残差、生分解性プラスチックなどが挙げられる。排水としては、工業排水、下水、廃水などが挙げられる。微生物又はその培養産物としては、微生物細胞、その培養上清などが挙げられる。植物体若しくは細胞又はその培養産物としては、植物体、植物細胞、培養上清、木材、落ち葉、木くずなどが挙げられる。動物体も若しくは細胞又はその培養産物としては、動物細胞、その培養上清などが挙げられる。これらの中で、必要な栄養素を多く含むという観点から、好ましくは、汚泥、廃棄物、動植物体も若しくは細胞又はその培養産物である。また、植物細胞の培養の栄養源としての観点から、より好ましくは、植物細胞又は培養上清である。なお、本発明においては、本発明の植物細胞の製造方法又は装置で製造された、植物細胞又は培養産物もバイオマスに含まれる。

本発明における改質とは、バイオマスを改質して植物細胞の栄養源として利用可能とするものであれば特に限定されない。改質の手法としては、物理化学手法、生物学的手法又は分離が用いられる。物理化学手法としては、例えば、加熱、紫外線照射、オゾン処理、溶解処理、ホモジナイズ、超音波処理、減圧、凍結、乾燥、電子線照射、超臨界水処理、プラズマ照射、抽出、気化、焼却、吸脱着、又はキャビテーションなどが挙げられる。生物学的手法としては、酵素、生物処理などが挙げられる。分離としては、ろ過処理、半透膜処理、イオン交換、限外濾過、ゲルろ過などが挙げられる。

本発明における環境ストレスとは、植物細胞の培養を阻害する作用を有する環境要因であれば特に限定されない。環境ストレスとしては、例えば、生きた微生物、高塩濃度、高ｐＨ、低ｐＨ、油脂、難分解性物質、重金属などが挙げられる。上記の改質は、これらの環境ストレスを低減するために行われる。

（本発明の実施態様１）
以下、実施形態１に基づき、本発明を詳細に説明する。まずは本発明の植物細胞の製造装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

［本発明の植物細胞の製造装置］
（本発明の植物細胞の製造装置の概要）
本発明の植物細胞の製造装置は、バイオマスを収納するバイオマス収納部と、バイオマスを改質するバイオマス改質部と、植物細胞を培養する植物細胞培養部とを備え、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の植物細胞の製造装置によれば、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより植物細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

（本発明の植物細胞の製造装置の構成）
本発明の実施態様１の植物細胞の製造装置１０は、図１に例示されるように、バイオマス収納部１１と、バイオマス改質部１２、及び植物細胞培養部１３とを備える。以下にそれぞれの構成について説明する。

［バイオマス収納部］
バイオマス収納部１１は、上記した植物細胞の栄養源となるバイオマス１０１を収納する。バイオマス収納部１１のバイオマス１０１は、バイオマス改質部１２に送られ処理される。バイオマス収納部１１の種類は、特に制限されないが、バイオマスの種類によってさまざまな収容部が用いられる。バイオマス収納部１１としては、例えば、液体容器、固体容器、リアクター、ジャーファーメンター等が用いられる。

［バイオマス改質部］
バイオマス改質部１２は、バイオマス収納部１１から送られたバイオマス１０１に改質を行う部位であり、バイオマス分離部１２Ａが設けられた構成である。バイオマス分離部１２Ａは、分離膜として、ろ過膜を用いた場合を例示するが、バイオマス分離部１２Ａとして、半透膜、イオン交換膜、限外濾過膜、ゲルろ過などを用いてもよい。バイオマス改質部１２としてのバイオマス分離部１２Ａの効果は、バイオマスの低分子化、イオン除去、又は細胞の除去である。
なお、本実施態様では、バイオマス改質部１２として、バイオマス分離部１２Ａによる分離が用いられたが、上記の改質の手法であれば、特に制限されることはなく、物理化学手法、生物学的手法を用いてもよい。

また、改質を行う部位である改質装置は、少なくとも１つ又は２つ以上備えられていてもよい。改質によりバイオマス１０１は、培養される植物細胞１０３に対してより環境ストレスが少ない状態に変換されるか、また、より栄養源として利用しやすい形態へと変換される。改質されたバイオマス１０２は、植物細胞培養部１３に送られる。

［植物細胞培養部］
植物細胞培養部１３は、バイオマス改質部１２より送られた改質されたバイオマス１０２を栄養源として植物細胞１０３を培養する。植物細胞培養部１３としては、植物細胞１０３を培養することができれば特に制限されない。植物細胞培養部１３の種類は、植物細胞１０３の形態によって異なるが、例えば、懸濁培養の場合はジャーファーメンター、カルス細胞培養の場合は寒天培地などが挙げられる。

［植物細胞の製造装置の構造について］
本実施の形態１の植物細胞の製造装置１０としては、図２に示すように、植物細胞培養部１３である植物細胞培養リアクター１３Ａ中にバイオマス収納部１１であるバイオマスリアクター１１Ａを設置し、その境界にバイオマス改質部１２であるバイオマス分離部１２Ａを設ける形態のほか、図３に示すように、バイオマス収納部１１であるバイオマスリアクター１１Ａ中に、植物細胞培養部１３である植物細胞培養リアクター１３Ａを設置し、その境界にバイオマス改質部１２であるバイオマス分離部１２Ａを設ける形態の構造をとることが考えられる。

［本発明の植物培養方法］
次に、図４を参照しつつ、本発明の実施態様１の植物細胞の製造方法について説明する。本発明の植物培養方法は、下記の（ｉ）及び（ｉｉ）のステップを含むことを特徴とする。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ

本発明の植物細胞の製造方法によれば、改質したバイオマスを植物細胞の培養に利用することにより、植物細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

本発明の植物細胞の製造方法である、植物細胞の培養方法のステップ（ｉ）は、バイオマスを改質するステップである。本ステップは、バイオマス収納部１１のバイオマス１０１をバイオマス改質部１２が改質することにより、植物細胞１０３の栄養源として利用可能となる改質されたバイオマス１０２にするステップである。
具体的には、バイオマス収納部１１中の成分が、分離膜であるろ過膜を通って改質されたバイオマス１０２となる。

ステップ（ｉ）の後に行われる、本発明の植物細胞の培養方法のステップ（ｉｉ）は、改質されたバイオマス１０２を利用して植物細胞１０３を培養するステップである。

以上のステップ（ｉ）～（ｉｉ）が行われることにより、本発明の植物細胞の製造方法となり、バイオマス１０１を用いて培養された植物細胞１０３が製造される。

（本発明の実施態様２）
以下、実施形態２に基づき、本発明を詳細に説明する。まずは本発明に細胞の製造装置について、図５を参照しつつ詳細に説明する。

［本発明の細胞の製造装置］
本発明の細胞の製造装置としては、バイオマスを収納するバイオマス収納部と、バイオマスを改質するバイオマス改質部と、植物細胞を培養する植物細胞培養部と、他の培養を培養する細胞培養部とを備え、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養し、得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するように構成されていること特徴とする。
言い換えると、本実施態様は、他の培養を培養する細胞培養部を有する点が、実施態様１と異なる。

本発明の細胞の製造装置によれば、改質したバイオマスを利用して培養した植物細胞を、他の細胞の培養に利用することにより細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

（本発明の細胞の製造装置の構成）
本実施形態２の細胞の製造装置２０Ａについて説明する。本発明の植物細胞の製造装置２０Ａは、図５に例示されるように、バイオマス収納部２１と、バイオマス改質部２２、植物細胞培養部２３、及び細胞培養部２４を備える。バイオマス収納部２１、バイオマス改質部２２、及び植物細胞培養部２３については、上記した本発明に係る植物細胞の製造装置のバイオマス収納部１１、バイオマス改質部１２、及び植物細胞培養部１３と同様である。よって、以下に細胞の製造装置２０Ａに備えられる細胞培養部２４について説明する。

［細胞培養部］
細胞培養部２４は、植物細胞培養部２３より送られた培養された植物細胞１０４又は培養産物１０５を栄養源として利用して、他の細胞１０６の細胞が培養される。他の細胞１０６とは、上記した本発明の植物細胞の培養方法で使用される植物細胞１０３とは異なる細胞であればよく、培養された植物細胞１０４以外の植物細胞や動物細胞等が用いられる。

［細胞の製造装置の構造について］
本発明の実施態様２の細胞の製造装置２０Ａは、図５に図示するようにバイオマス収納部２１としてバイオリアクター２１Ａ、バイオマス改質部２２としてバイオマス分離部２２Ａ、植物細胞培養部２３として植物細胞培養リアクター２３Ａ、細胞培養部２４として、細胞培養リアクター２４Ａを備える。本実施の形態の細胞の製造装置２０Ａにおいては、バイオリアクター２１Ａ中の培養上清が、バイオマス分離部２２Ａの分離膜を通って植物細胞培養リアクター２３Ａに供給される。バイオマス分離部２２Ａとしては、ろ過膜、半透膜、イオン交換膜、限外濾過膜、ゲルろ過などが用いられる。バイオマス改質部２２にさらに細胞破砕装置を設けて、植物細胞培養リアクター２３Ａに供給する形態としてもよい。

［本発明の細胞培養方法］
次に、図６を参照し、本発明の実施態様２の細胞の製造方法について説明する。本発明の細胞培養方法は、下記の（ｉ）～（ｉｉｉ）のステップを含むことを特徴とする。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
（ｉｉｉ）得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するステップ

本発明の細胞の製造方法は、上記した本発明の植物細胞の製造方法で製造された植物細胞又は培養産物を用いて、他の細胞を培養する方法である。これによれば、改質したバイオマスを利用して培養した植物細胞を、他の細胞の培養に利用することにより細胞の培養コストを低減することができる。また改質したバイオマスを用いるため、植物細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

また、培養した植物細胞を、他の細胞である高等植物の培養に使用する場合、培養した植物細胞の培養産物である植物ホルモンを利用するようにすれば、高等植物の培養に必要な栄養源とともに、コストの高い植物ホルモンを利用できることから好ましい細胞の製造方法となる。

本実施態様２である細胞の培養方法は、実施態様１の植物細胞の培養方法を行った後、さらに他のステップを有する方法である。以下、詳細に説明する。

本発明の細胞の製造方法である、植物細胞の培養方法のステップ（ｉ）は、バイオマスを改質するステップである。本ステップは、バイオマス収納部２１のバイオマス１０１をバイオマス改質部２２が改質することにより、植物細胞１０３の栄養源として利用可能となる改質されたバイオマス１０２にするステップである。

次に、ステップ（ｉｉ）の後に行われる、本発明の細胞の培養方法のステップ（ｉｉｉ）は、培養された植物細胞１０４又は培養産物１０５を利用して、他の細胞１０６を培養するステップである。本ステップにおいては、培養された植物細胞１０３を栄養源として利用して、他の細胞１０６の細胞が培養される。他の細胞１０６とは、本発明の植物細胞の培養方法で使用される植物細胞とは異なる植物細胞、又は動物細胞が用いられる。

以上のステップ（ｉ）～（ｉｉｉ）が行われることにより、本発明の細胞の製造方法となり、バイオマス１０１を用いて培養された他の細胞１０７が製造される。

本実施形態においては、植物細胞培養リアクター２３Ａの培養上清を細胞培養リアクター２４Ａで利用するだけでなく、図７に図示するように細胞培養リアクター２４Ａと植物細胞培養リアクター２３Ａの間で培養上清を相互に栄養源として利用する形態としてもよい。

（本発明の実施態様３）
以下、実施形態３に基づき、本発明を詳細に説明する。まずは本発明に細胞の製造装置について、図８を参照しつつ詳細に説明する。
なお、実施形態３は、培養された植物細胞１０３を改質する培養植物細胞改質部２５を有する点が、実施の形態２と異なる。

［本発明の細胞の製造装置］
本発明の細胞の製造装置としては、バイオマスを収納するバイオマス収納部と、バイオマスを改質するバイオマス改質部と、植物細胞を培養する植物細胞培養部と、培養植物細胞改質部と、他の培養を培養する細胞培養部とを備え、改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養し、得られた植物細胞又はその培養産物を改質処理した後に利用して、他の細胞を培養するように構成されていること特徴とする。
言い換えると、本実施態様は、培養された植物細胞を改質処理した後に、他の細胞を培養するための培養植物細胞改質部を有する点が、実施態様２と異なる。

さらに、改質した培養された植物細胞を用いるため、他の細胞に対する環境ストレスを抑制することができる。

（本発明の細胞の製造装置の構成）
図８を参照し、本実施形態３の細胞の製造装置２０Ｂについて説明する。本発明の植物細胞の製造装置２０Ｂは、図８に例示されるように、バイオマス収納部２１と、バイオマス改質部２２、植物細胞培養部２３、培養植物細胞改質部２５、及び細胞培養部２４を備える。バイオマス収納部２１、バイオマス改質部２２、及び植物細胞培養部２３、細胞培養部２４については、上記した本発明に係る細胞の製造装置２０Ａと同様である。よって、以下、培養植物細胞改質部２５について説明する。

［培養植物細胞改質部］
培養植物細胞改質部２５は、植物細胞培養部２３から送られた培養された植物細胞１０４に改質を行う部位であり、培養植物細胞分離部２５Ａが設けられた構成である。培養植物細胞分離部２５Ａは、分離膜として、ろ過膜を用いた場合を例示するが、培養植物細胞分離部２５Ａとして、半透膜、イオン交換膜、限外濾過膜、ゲルろ過などを用いてもよい。培養植物細胞改質部２５としての培養植物細胞分離部２５Ａの効果は、培養された植物細胞１０４の低分子化、イオン除去、又は細胞の除去である。
なお、本実施態様では、培養植物細胞改質部２５として、培養植物細胞分離部２５Ａによる分離が用いられたが、上記の改質の手法であれば、特に制限されることはなく、物理化学手法、生物学的手法を用いてもよい。

また、培養された植物細胞１０４の改質を行う部位である改質装置は、少なくとも１つ又は２つ以上備えられていてもよい。培養された植物細胞１０４は、培養される他の細胞１０６に対してより環境ストレスが少ない状態に変換されるか、また、より栄養源として利用しやすい形態へと変換される。培養された植物細胞１０４は、細胞培養部２４に送られる。

［細胞の製造装置の構造について］
本発明の実施態様３の細胞の製造装置２０Ｂは、図８に図示するようにバイオマス収納部２１としてバイオリアクター２１Ａ、バイオマス改質部２２としてバイオマス分離部２２Ａ、植物細胞培養部２３として植物細胞培養リアクター２３Ａ、培養植物細胞改質部２５として培養植物細胞分離部２５Ａ、他の培養を培養する細胞培養部２４としての細胞培養リアクター２４Ａとを備える。
本実施の形態の細胞の製造装置においては、バイオリアクター２１Ａ中の培養上清が、バイオマス分離部２２Ａを通って植物細胞培養リアクター２３Ａに供給される。
バイオマス分離部２２Ａとしては、ろ過膜、半透膜、イオン交換膜、限外濾過膜、ゲルろ過などが用いられる。バイオマス改質部２２にさらに細胞破砕装置を設けて、植物細胞培養リアクター２３Ａに供給する形態としてもよい。
さらに、植物細胞１０３が培養された後、植物細胞培養リアクター２３Ａ中の培養上清が、培養植物細胞分離部２５Ａを通って細胞培養リアクター２４Ａに供給される。
培養植物細胞分離部２５Ａとしては、ろ過膜、半透膜、イオン交換膜、限外濾過膜、ゲルろ過などが用いられる。培養植物細胞改質部２５にさらに細胞破砕装置を設けて、細胞培養リアクター２４Ａに供給する形態としてもよい。

本実施形態においては、植物細胞培養リアクター２３Ａの培養上清を、培養植物細胞分離部２５Ａを通過させた後に細胞培養リアクター２４Ａで利用するだけでなく、図１０に図示するように細胞培養リアクター２４Ａにおける他の細胞の培養後の培養上清に対し改質処理を行った後、植物細胞培養リアクター２３Ａに供給することで、植物細胞１０３の栄養源として利用する形態としてもよい。つまり、細胞培養リアクター２４Ａと植物細胞培養リアクター２３Ａの間で、培養上清を改質処置したうえで相互に栄養源として利用する形態としてもよい。

［本発明の細胞培養方法］
次に、図９を参照し、本発明の実施態様３の細胞の製造方法について説明する。本発明の細胞培養方法は、下記の（ｉ）～（ｉｉｉ）のステップを含むことを特徴とする。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
（ｉｉ‐ｉ）培養された植物細胞を改質するステップ
（ｉｉｉ）得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するステップ

本実施態様３である細胞の培養方法は、実施態様１の植物細胞の培養方法を行った後、さらに他のステップを有する方法である。以下、詳細に説明する。

ステップ（ｉ）の後に行われる、本発明の植物細胞の培養方法のステップ（ｉｉ）は、改質したバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップである。

次に、ステップ（ｉｉ）の後に行われる、本発明の植物細胞の培養方法のステップ（ｉｉ‐ｉ）は、培養された植物細胞を改質するステップである。
本ステップは、植物細胞培養部２３で培養された植物細胞１０４を培養植物細胞改質部２５が改質することにより、他の細胞１０６の栄養源として利用可能となる改質された植物細胞１０８にするステップである。

次に、ステップ（ｉｉ‐ｉ）の後に行われる、本発明の細胞の培養方法のステップ（ｉｉｉ）は、培養された植物細胞１０３又は培養産物１０５を利用して、他の細胞１０６を培養するステップである。本ステップにおいては、培養された植物細胞１０４である、改質された植物細胞１０８を栄養源として利用して、他の細胞１０６の細胞が培養される。
他の細胞１０６とは、本発明の植物細胞の培養方法で使用される植物細胞１０３以外の植物細胞、又は動物細胞等が用いられる。本実施形態のように、培養された植物細胞１０４を利用するに際して、培養植物細胞改質部２５による改質を行うことが、他の細胞１０６を培養する際の栄養源としての利用効率の観点から好ましい。

上記した、本発明の実施形態２～３では、他の細胞１０６を製造した後の廃棄物をバイオマス１０１とすることで、資源の再利用が可能となり、本発明の実施形態１～３を繰り返し行うことが可能である。
また、上記した、本発明の実施形態１～３では、植物細胞１０３を製造した後の廃棄物をバイオマス１０１とすることで、資源の再利用が可能となり、本発明の実施形態１～３を繰り返し行うことが可能である。

上記した、植物細胞の製造方法、及び細胞の製造方法においては、それぞれのステップを装置の別部位で行ってもよく、また、それぞれのステップを装置の１以上の部位において行い、例えばバイオマス、植物細胞、他の細胞を、混合してもよい。この場合、これらは分離可能な状態で混合されることが、製造物の品質の観点から好ましい。

本実施形態の植物細胞の製造装置においては、例えば、葉や根などの組織ごとの植物細胞を細胞自体は混合せず、培養上清のみを連結させることで、お互いに必要な栄養成分を補完し合い、安価な栄養成分だけで培養が成立させることができる。植物組織に限らず、植物ホルモンなどを合成できる微生物の培養上清と連結させるなど、異種生物間で培養を成立させることも可能である。また、培養上清に限らず、植物ホルモンや栄養源を合成した細胞を破砕して添加することでも培養が成立する。上記のような植物細胞、微生物、培養上清などのバイオマスも分解や抽出・分離して供給することで利用することが可能である。

なお、上述した実施態様は植物細胞の製造方法、細胞の製造方法、植物細胞の製造装置、及び細胞の製造装置の一例を示すものである。本発明に係る植物細胞の製造方法、細胞の製造方法、植物細胞の製造装置、及び細胞の製造装置は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る植物細胞の製造方法、細胞の製造方法、植物細胞の製造装置、及び細胞の製造装置を変形してもよい。

本発明の植物細胞の製造方法、細胞の製造方法、植物細胞の製造装置、及び細胞の製造装置は、植物細胞又は細胞の製造に利用される。本発明の製造方法及び製造装置は、植物細胞及び細胞の培養コストを低減することができるため有用である。

１０植物細胞の製造装置、１１バイオマス収納部、１１Ａバイオマスリアクター、１２バイオマス改質部、１２Ａバイオマス分離部、１３植物細胞培養部、１３Ａ植物細胞培養リアクター、２０Ａ細胞の製造装置、２０Ｂ細胞の製造装置、２１バイオマス収納部、２１Ａバイオリアクター、２２バイオマス改質部、２２Ａバイオマス分離部、２３植物細胞培養部、２３Ａ植物細胞培養リアクター、２４細胞培養部、２４Ａ細胞培養リアクター、２５培養植物細胞改質部、２５Ａ培養植物細胞分離部、１０１バイオマス、１０２改質されたバイオマス、１０３植物細胞、１０４培養された植物細胞、１０５培養産物、１０６他の細胞、１０７培養された他の細胞、１０８改質された植物細胞。

Claims

以下の（ｉ）及び（ｉｉ）のステップを含むことを特徴とする植物細胞の製造方法。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
以下の（ｉ）～（ｉｉｉ）のステップを含むことを特徴とする細胞の製造方法。
（ｉ）バイオマスを改質するステップ
（ｉｉ）改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するステップ
（ｉｉｉ）得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、他の細胞を培養するステップ
バイオマスを収納するバイオマス収納部と、
バイオマスを改質するバイオマス改質部と、
植物細胞を培養する植物細胞培養部とを備え、
改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養するように構成されていることを特徴とする植物細胞の製造装置。
バイオマスを収納するバイオマス収納部と、
バイオマスを改質するバイオマス改質部と、
植物細胞を培養する植物細胞培養部と、
他の培養を培養する細胞培養部とを備え、
改質されたバイオマスを利用して植物細胞を培養し、
得られた植物細胞又はその培養産物を利用して、
他の細胞を培養するように構成されていること特徴とする細胞の製造装置。