JPS5925598B2 - 微生物の培養方法 - Google Patents
微生物の培養方法Info
- Publication number
- JPS5925598B2 JPS5925598B2 JP54030286A JP3028679A JPS5925598B2 JP S5925598 B2 JPS5925598 B2 JP S5925598B2 JP 54030286 A JP54030286 A JP 54030286A JP 3028679 A JP3028679 A JP 3028679A JP S5925598 B2 JPS5925598 B2 JP S5925598B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- culture
- medium
- amino acids
- microorganism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、微生物細胞内に特定の遺伝情報のみを選択
的に増加せしめ、その特定の遺伝情報によって生成され
る生産物の生成量を特異的に増加せしめようとするもの
である。
的に増加せしめ、その特定の遺伝情報によって生成され
る生産物の生成量を特異的に増加せしめようとするもの
である。
染色体外遺伝子(プラスミド)の一つとしてコリシンE
1因子等のリラックスタイプのDNAデオキシリボ核酸
増殖形式をとるプラスミド(以下RX−Pと記す)が知
られている。
1因子等のリラックスタイプのDNAデオキシリボ核酸
増殖形式をとるプラスミド(以下RX−Pと記す)が知
られている。
このプラスミド&東染色体DNAとは対照的に、クロラ
ムフェニコルの存在下に培養された細胞内をこおいても
増殖し、染色体DNAに比しプラスミドDNA量が多い
細胞が得られる。
ムフェニコルの存在下に培養された細胞内をこおいても
増殖し、染色体DNAに比しプラスミドDNA量が多い
細胞が得られる。
クロラムフエニコルの存在下に培養された細胞はやがて
死滅するが、列番こ到る前にクロラムフエニコルを培養
液から除くと、蛋白合成が復活し、当該プラスミド上の
遺伝情報に基くペプチド又は蛋白質が著量生産される。
死滅するが、列番こ到る前にクロラムフエニコルを培養
液から除くと、蛋白合成が復活し、当該プラスミド上の
遺伝情報に基くペプチド又は蛋白質が著量生産される。
これを発酵工業に応用すれば特定の蛋白質又は特定の化
合物のみを著量生産することができる。
合物のみを著量生産することができる。
しかしながら上記の知見を工業的な発酵生産に応用しよ
うとする場合、クロラムフエニコルヲ培養液より取除か
なければならないが、この操作は工業的には極めて困難
である。
うとする場合、クロラムフエニコルヲ培養液より取除か
なければならないが、この操作は工業的には極めて困難
である。
またクロラムフエニコルの廃棄にも問題がある。
これに対し本発明者らは、増殖のためにアミノ酸を要求
し、RX−Pに外来の遺伝情報を担うDNAを組み込ん
だプラスミドを有する微生物を、増殖のために要求され
るアミノ酸の制限量を含有する培地を用いて培養し、上
記微生物の増殖が実質的に停止してから1時間以上経過
して後、上記増殖のために要求されるアミノ酸を培地に
添加して更に培養を続けることにより、クロラムフエニ
コルを使用することなく前記本発明の目的を達成できる
ことを知った。
し、RX−Pに外来の遺伝情報を担うDNAを組み込ん
だプラスミドを有する微生物を、増殖のために要求され
るアミノ酸の制限量を含有する培地を用いて培養し、上
記微生物の増殖が実質的に停止してから1時間以上経過
して後、上記増殖のために要求されるアミノ酸を培地に
添加して更に培養を続けることにより、クロラムフエニ
コルを使用することなく前記本発明の目的を達成できる
ことを知った。
本発明において用いられる微生物は、要はRX−Pに外
来遺伝子を組み込んだプラスミドを有することができる
ものならば、その微生物が分類学上域する「属」又は「
種」にかかわることなくいずれでもよい。
来遺伝子を組み込んだプラスミドを有することができる
ものならば、その微生物が分類学上域する「属」又は「
種」にかかわることなくいずれでもよい。
即ち、RX−P、DNAを抽出し、これを本来の宿主で
あるエシェリヒア・コリ以外の微生物への形質転換によ
り移入せしめることも可能と考えられるからである。
あるエシェリヒア・コリ以外の微生物への形質転換によ
り移入せしめることも可能と考えられるからである。
RX−Pとしては、よく知られているように天然に存在
するもののうち一部のDNAが欠落していても、増殖す
ることができるので(J、 BacterioL129
358−366(1977)、Avnt H−>Be
rg P、 E、 、Markovitz A、 )
RX−PDNAのうち増殖に必須な部分以外のDNAの
一部が欠落しているものも含まれる。
するもののうち一部のDNAが欠落していても、増殖す
ることができるので(J、 BacterioL129
358−366(1977)、Avnt H−>Be
rg P、 E、 、Markovitz A、 )
RX−PDNAのうち増殖に必須な部分以外のDNAの
一部が欠落しているものも含まれる。
RX−Pとしては具体的(こは以下のものが知られてい
る。
る。
コリシンE1因子、C1oDF(クロアシン産生因子)
、R6K(薬剤耐性因子)、R8FIO30(薬剤耐性
因子)、RMBlおよびその系列としてのPBR313
、PBR322など多数がある。
、R6K(薬剤耐性因子)、R8FIO30(薬剤耐性
因子)、RMBlおよびその系列としてのPBR313
、PBR322など多数がある。
これらのプラスミド、もしくはそれを土台とする合成プ
ラスミドのいずれについても本発明の技術は有効である
。
ラスミドのいずれについても本発明の技術は有効である
。
RX−Pに外来遺伝子DNAを組み込む方法は知られて
いるいずれの方法も採用することができる。
いるいずれの方法も採用することができる。
即ち、Jackson D、A、らのPo1y dA。
Po1y d螢をDNA端に付加して接続させる方法(
Proc、 Natl 、Acad 、Sci、U、S
、A、 692904−2909(1972))や、
後の接続の便利を考慮して、適当な匍以酵素を選択して
DNAを切断し、ついで再結合する方法 (Hershfield V、 et al、 、Pr
oc 、Natl 。
Po1y d螢をDNA端に付加して接続させる方法(
Proc、 Natl 、Acad 、Sci、U、S
、A、 692904−2909(1972))や、
後の接続の便利を考慮して、適当な匍以酵素を選択して
DNAを切断し、ついで再結合する方法 (Hershfield V、 et al、 、Pr
oc 、Natl 。
Acad 、Sci、 U、 S、 A、71 345
5−3459(1974))などを用いればよい。
5−3459(1974))などを用いればよい。
外来遺伝子DNAはこれを特定するものではなく、又有
用な物質の生成に関する遺伝情報を担うものならばDN
Aの大小を問わない。
用な物質の生成に関する遺伝情報を担うものならばDN
Aの大小を問わない。
増殖のために要求されるアミノ酸は、特に特定のもので
ある必要はない。
ある必要はない。
これらのアミノ酸要求性は、所定の微生物に通常の変異
処理を施すことにより容易に付与することができる。
処理を施すことにより容易に付与することができる。
本発明の微生物を培養する培地は、制限量の増殖のため
に要求されるアミノ酸を含有する以外は、特に特定のも
のではないが、−1にRX−Pに外来情報を組み込んだ
プラスミドが有する遺伝情報によって生成されるペプチ
ドもしくは蛋白質(酵素蛋白等)及びこの蛋白質の機能
によって生成される物質の生産に適した培地が適宜選択
される。
に要求されるアミノ酸を含有する以外は、特に特定のも
のではないが、−1にRX−Pに外来情報を組み込んだ
プラスミドが有する遺伝情報によって生成されるペプチ
ドもしくは蛋白質(酵素蛋白等)及びこの蛋白質の機能
によって生成される物質の生産に適した培地が適宜選択
される。
増殖のために要求されるアミノ酸の制限量とは、微生物
の最大増殖を与えるに必要なアミノ酸の量に等しい量か
あるいはそれより少い量をいう。
の最大増殖を与えるに必要なアミノ酸の量に等しい量か
あるいはそれより少い量をいう。
培養方法は、酸素供給量、pH1温度等、使用する微生
物の増殖又は生産物の収量を上げるのに適した条件が適
宜選択される。
物の増殖又は生産物の収量を上げるのに適した条件が適
宜選択される。
微生物の増殖は増殖のためζこ要求されるアミノ酸が使
い尽されると停止する。
い尽されると停止する。
増殖が停止して後生くとも1時間以上、微生物は当該ア
ミノ酸の飢餓状態におかれる。
ミノ酸の飢餓状態におかれる。
飢餓状態におかれる時間が短い場合にはRX−P/Iこ
外来遺伝子を組み込んでいるプラスミドの増殖が充分で
なく、又、飢餓状態におかれる時間が長すぎる場合は、
当該微生物は死滅する。
外来遺伝子を組み込んでいるプラスミドの増殖が充分で
なく、又、飢餓状態におかれる時間が長すぎる場合は、
当該微生物は死滅する。
増殖のために要求されるアミノ酸が培地に添加されると
、RX−Pに外来遺伝情報を組み込んだプラスミドが有
する遺伝情報によって生成されるペプチドもしくは蛋白
質及びこの蛋白質の機能によって生成される物質の生産
が開始される。
、RX−Pに外来遺伝情報を組み込んだプラスミドが有
する遺伝情報によって生成されるペプチドもしくは蛋白
質及びこの蛋白質の機能によって生成される物質の生産
が開始される。
従ってこれらの生産に必要な炭素源、窒素源、エネルギ
ー源等が適宜培地に追補添加されることもある。
ー源等が適宜培地に追補添加されることもある。
培養は目的とされるペプチド、蛋白質又はこれらのペプ
チド又は蛋白質の活動の結果生産される物質の生産が実
質的に停止する迄続けられる。
チド又は蛋白質の活動の結果生産される物質の生産が実
質的に停止する迄続けられる。
本発明の方法によりアミノ酸、核酸、核酸塩基、ヌクレ
オシド、ヌクレオチド、有機酸、単糖類、多糖類、ビタ
ミン類、抗生物質、酵素蛋白、その他の発酵産物を、従
来の方法に比べより多量に生産することができる。
オシド、ヌクレオチド、有機酸、単糖類、多糖類、ビタ
ミン類、抗生物質、酵素蛋白、その他の発酵産物を、従
来の方法に比べより多量に生産することができる。
またインシュリン、ソマトスフチン等のホルモンζこ代
表されるペプチド、インターフェロン、抗体等に代表さ
れる生理活性蛋白などの大量生産瘉こも有効である。
表されるペプチド、インターフェロン、抗体等に代表さ
れる生理活性蛋白などの大量生産瘉こも有効である。
実施例 1
コリシンE1因子瘉こ、大腸菌に−12(ATCC10
798)の5/−XMP−アミナーゼ(51−XMP:
キサントシンー5′−モノフォスフェート)の構造遺伝
子(guaA)をつないで造成したCo13 El−C
Osλ−guaAプラスミド(Muka i T。
798)の5/−XMP−アミナーゼ(51−XMP:
キサントシンー5′−モノフォスフェート)の構造遺伝
子(guaA)をつないで造成したCo13 El−C
Osλ−guaAプラスミド(Muka i T。
Matsubara K、 and Takagi Y
、 :Proc、Jap。
、 :Proc、Jap。
Acad、51.353−357(1975) )をも
つ菌株へのアミノ酸の飢餓培養の効果を調べた。
つ菌株へのアミノ酸の飢餓培養の効果を調べた。
使用菌株はKS−1890−6(FERM−P4798
)で、大腸菌に−12、Hf rHa yes 。
)で、大腸菌に−12、Hf rHa yes 。
(gal−attλ−bio )del、 (guaA
−B)delthiamin a(KS−1616
)#こ、 Co1E1−Cosλ−gua Aプラスミ
ドを保有せしめた株(KS−1890)からニトロソグ
アニジンによる変異処理を施して得たトリプトファン要
求株である。
−B)delthiamin a(KS−1616
)#こ、 Co1E1−Cosλ−gua Aプラスミ
ドを保有せしめた株(KS−1890)からニトロソグ
アニジンによる変異処理を施して得たトリプトファン要
求株である。
培養培地(総量IJ)はグルコース30g、硫安10
glMgSO,−7H201E1FeS04−7H20
10■、MrIC12・4H207〜、チアミンHCl
1〜、グアノシン20〜、ビオチン0.3〜及びK R
2P 042 、ii’を含みpH7,0!?−調節シ
タものである。
glMgSO,−7H201E1FeS04−7H20
10■、MrIC12・4H207〜、チアミンHCl
1〜、グアノシン20〜、ビオチン0.3〜及びK R
2P 042 、ii’を含みpH7,0!?−調節シ
タものである。
これを50m/!づつ500rrllフラスコに人ね、
37℃で振盪した。
37℃で振盪した。
本培地におけるL−)IJブトファンの必要量は20■
/lであった。
/lであった。
アミノ酸すなわちL−1−リプトファンの飢餓培養は、
培養開始時に4η/lのL−1−IJブトファンを与え
て行ない、生育がほぼ終了した時点(5,5時間)より
1.5時間後の時点で、16■/lを補添し、さらに4
時間培養したのち集菌して酵素活性を測定した(酵素源
B) 対照として16η/lのL−トIJブトファンのかわり
に等量Q水を添加したものを酵素源Cとした。
培養開始時に4η/lのL−1−IJブトファンを与え
て行ない、生育がほぼ終了した時点(5,5時間)より
1.5時間後の時点で、16■/lを補添し、さらに4
時間培養したのち集菌して酵素活性を測定した(酵素源
B) 対照として16η/lのL−トIJブトファンのかわり
に等量Q水を添加したものを酵素源Cとした。
更に対照としてアミノ酸を培養当初より充分(20〜/
l)与えたものを酵素源Aとした。
l)与えたものを酵素源Aとした。
接種用前培養は、酵母エキス5g/l:、ペプトン10
g/l及びNaC15g/lを含み、pH7,0に調節
し、その50ydを500−フラスコに入れた培地を用
い培養は24時間30℃にて行ない、この培養液の0.
5mlを5077#)前記培養培地に接種した。
g/l及びNaC15g/lを含み、pH7,0に調節
し、その50ydを500−フラスコに入れた培地を用
い培養は24時間30℃にて行ない、この培養液の0.
5mlを5077#)前記培養培地に接種した。
酵素活性の測定は、トリス・塩酸バッファー100μm
ole (pH8,5) 、 MgCl215 μmo
le。
ole (pH8,5) 、 MgCl215 μmo
le。
(NH4)2SO480μmole、ATP4μmol
e 。
e 。
5/−XMP2又は0μmoleおよび酵素源を含む反
応液(総量1rrll)を用いて行った。
応液(総量1rrll)を用いて行った。
酵素源は、前記本培養の培養11時時間上り集菌した菌
体を※(水に懸濁しトルエンを加えて激しく攪拌し、一
夜−20℃に凍結した。
体を※(水に懸濁しトルエンを加えて激しく攪拌し、一
夜−20℃に凍結した。
解凍ののち、これを酵素源とした。
5’−XMPを加えて反応を開始し、37℃にて15分
間静止した。
間静止した。
反応終了後100℃に5分間力烏して反応を停止せしめ
、遠心上清を得て、高速液体クロマトグラフィーにて、
5’−XMPアミナーゼ活性により生成した5’−GM
Pを測定した。
、遠心上清を得て、高速液体クロマトグラフィーにて、
5’−XMPアミナーゼ活性により生成した5’−GM
Pを測定した。
結果は表1のようであった。
蛋白量はFolin法で測定した。
表1の結果から、アミノ酸の十分与えられた状態(酵素
源A)のものにくらべ、アミノ酸、すなわち、トリプト
ファンを飢餓状態にしたのち、しばらくしてから、アミ
ノ酸を補添すると(酵素源B)、生育の回復と同時tこ
、酵素活性の顕著な増大がみられ、比活性で約6倍、全
活性で約3倍となった。
源A)のものにくらべ、アミノ酸、すなわち、トリプト
ファンを飢餓状態にしたのち、しばらくしてから、アミ
ノ酸を補添すると(酵素源B)、生育の回復と同時tこ
、酵素活性の顕著な増大がみられ、比活性で約6倍、全
活性で約3倍となった。
表1゜
飢餓培養による5’−XMP−アミナーゼの増産生育は
562mμにおける吸光度を測定して生育量とした。
562mμにおける吸光度を測定して生育量とした。
5’−XMP−アミナーゼの比活性は、5/−GMPの
生成量μm o l e /Kn/、in9 P ro
t e inで表示し、Aの量(0,0044)を1と
して表示した。
生成量μm o l e /Kn/、in9 P ro
t e inで表示し、Aの量(0,0044)を1と
して表示した。
全活性は、本培養プロス17!当りの比活性を示し、A
の量0.00053 pmo l e 、46IL/ゴ
brothを1として表示した。
の量0.00053 pmo l e 、46IL/ゴ
brothを1として表示した。
実施例 2
エシェリヒア・コリに−12(ATCC10798)の
変異株C−600(L−ロイシン要求性、L−スレオニ
ン要求性、チミン要求性、ストレプトマイシン耐性)I
!こR8F2124プラスミド(コリシンE1プラスミ
ドにアンピシリン耐性遺伝子が天然において転移したも
の)を存在させたC−600(R8C−600(R8F
2124)(FERのプラスミド上の遺伝子産物として
のアンピシリン耐性遺伝子由来のβ−ラクタマーゼの生
産を検討した。
変異株C−600(L−ロイシン要求性、L−スレオニ
ン要求性、チミン要求性、ストレプトマイシン耐性)I
!こR8F2124プラスミド(コリシンE1プラスミ
ドにアンピシリン耐性遺伝子が天然において転移したも
の)を存在させたC−600(R8C−600(R8F
2124)(FERのプラスミド上の遺伝子産物として
のアンピシリン耐性遺伝子由来のβ−ラクタマーゼの生
産を検討した。
まず本菌のL−ロイシン要求量を予備実験の結果から、
50γ/rrIlとした。
50γ/rrIlとした。
培養方法は下記A培地(50〇−容肩付フラスコに5〇
一人れた)に予めB培地にて24時間培養した培養液を
5係量接種し、30℃で振盪培養した。
一人れた)に予めB培地にて24時間培養した培養液を
5係量接種し、30℃で振盪培養した。
10γ/fnlのL−ロイシンを加えたA培地50yd
(5007727!容肩付フラスコに入れた)にB培地
に生育した菌2.57727!を接種し30℃にて9時
間振盪培養したのち、さらにL−ロイシンを加えて、計
50γ/ydとし、アンピシリン・ナトリウム塩100
γ/m/!を加え、培養を続けて、接種後111時間目
、β−ラクタマーゼ活性(アンピシリン耐性遺伝子の産
物)を測定した。
(5007727!容肩付フラスコに入れた)にB培地
に生育した菌2.57727!を接種し30℃にて9時
間振盪培養したのち、さらにL−ロイシンを加えて、計
50γ/ydとし、アンピシリン・ナトリウム塩100
γ/m/!を加え、培養を続けて、接種後111時間目
、β−ラクタマーゼ活性(アンピシリン耐性遺伝子の産
物)を測定した。
当初よりL−ロイシン50γ/Wllを与えて培養し、
9時間目にアンピシリン・ナトリウム塩100γ/rI
llを加えた場合と比較したところ、前者(56,5)
は後者(24,1)の2.3倍の比活性を示した。
9時間目にアンピシリン・ナトリウム塩100γ/rI
llを加えた場合と比較したところ、前者(56,5)
は後者(24,1)の2.3倍の比活性を示した。
β−ラククマーゼ活性の測定は、 Sargent法
(蛋白質、核酸、酵素ヱ3392(1978)澤井哲夫
、高橋郁子のヨウ素比色法参照)によった。
(蛋白質、核酸、酵素ヱ3392(1978)澤井哲夫
、高橋郁子のヨウ素比色法参照)によった。
比活性は、菌液を1/26に稀釈し、562nmの吸光
度を測定し、その値で全活性を除したものである。
度を測定し、その値で全活性を除したものである。
さらに菌体をリゾチームで処理し、30.00Orpm
、60分の遠心上清を得て、アカ和−スゲル電父泳動を
行い、エチジウムプロミドで染色して該プラスミドDN
Aの存在量を比較したところ、β−ラクタマーゼの比活
性に対応する量が検出された。
、60分の遠心上清を得て、アカ和−スゲル電父泳動を
行い、エチジウムプロミドで染色して該プラスミドDN
Aの存在量を比較したところ、β−ラクタマーゼの比活
性に対応する量が検出された。
実施例 3
実施例1の方法に準じたうiL−ロイシン添加時に、酵
母エキスとペプトン各10%の水溶液5−を無菌的に加
え、培養を続けたところ表2の結果を得た。
母エキスとペプトン各10%の水溶液5−を無菌的に加
え、培養を続けたところ表2の結果を得た。
9時間目にL−ロイシンを追補したものがもつとも高い
活性を示した。
活性を示した。
表2゜
L−ロイシンおよび酵母エキス、ペプトンの添加時期と
β−ラクタマーゼ活性 アンピシリン酵母エキスおよびペプトンの添加時期は、
実験区1,2では7時間目、3では9時間目。
β−ラクタマーゼ活性 アンピシリン酵母エキスおよびペプトンの添加時期は、
実験区1,2では7時間目、3では9時間目。
Claims (1)
- 1 増殖のためにアミノ酸を要求し、リラックスタイプ
のDNA増殖形式をとるプラスミドに外来の遺伝情報を
担うデオキシリボ核酸を組込んだプラスミドを有するエ
シェリヒア・コリに属する微生物を、講のために要求さ
れるアミノ酸の制限量を含有する培地を用いて培養し、
上記微生物の増殖が実質的に停止してから1時間以上経
過して後、上記増殖のために要求されるアミノ酸を培地
lこ添加して更lこ培養を続けることを特徴とする微生
物の培養方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54030286A JPS5925598B2 (ja) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | 微生物の培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54030286A JPS5925598B2 (ja) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | 微生物の培養方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55124495A JPS55124495A (en) | 1980-09-25 |
JPS5925598B2 true JPS5925598B2 (ja) | 1984-06-19 |
Family
ID=12299467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54030286A Expired JPS5925598B2 (ja) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | 微生物の培養方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5925598B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0076037B1 (en) * | 1981-09-02 | 1988-12-07 | Biogen, Inc. | Amplified expression of dna sequences |
WO1985004187A1 (en) * | 1984-03-12 | 1985-09-26 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Process for preparing 5'-guanylic acid |
-
1979
- 1979-03-15 JP JP54030286A patent/JPS5925598B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55124495A (en) | 1980-09-25 |
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