KR100695272B1

KR100695272B1 - 이종 식물 세포융합장치

Info

Publication number: KR100695272B1
Application number: KR1020060002913A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 주종일; 차현철
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-03-14

Abstract

본 발명은 이종의 식물세포가 융합된 융합세포를 안정적으로 배양시킬 수 있도록 하는 이종 식물 세포융합장치를 개시한다.

본 발명은 세포융합장치에 인큐베이터를 연결 설치하여 융합된 세포를 챔버로 옮기기 전에 성숙시켜 배양 챔버로 옮기는 과정에서 융합세포의 생존율을 높이기 위한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 두 개의 셀 챔버를 형성하고, 이에 세포 배양에 필요한 배지가 투입되는 주입구를 연결하며, 두 개의 셀 챔버에서 배출된 이종의 세포에 고전압을 가하여 세포가 융합되도록 하는 전극부를 구비하고, 이의 하방에 융합세포를 저장하여 공급된 배지로 생존되도록 하는 인큐베이터와, 이의 출구에 산성용액으로 개방되고 알칼리 용액으로 폐쇄되는 하이드로겔 댐 혹은 공압으로 작용하는 마이크로 밸브등으로 된 개폐수단을 설치한 이종 식물 세포융합장치를 제안한다.

이와 같이 하여 본 발명은 융합된 이종 식물세포를 인큐베이터에서 성장시킴으로써 배양 용기로 이송되는 과정에서 세균 감염을 방지하고, 융합세포의 괴사를 방지하여 생존율이 높아지게 되는 유용한 효과가 있다.

식물세포, 세포융합, 인큐베이터, 하이드로겔, 마이크로밸브

Description

이종 식물 세포융합장치{Xenogeneic Plant Celfusion Apparatus}

도1은 종래의 전기적 세포융합장치를 보인 설명도.

도2는 본 발명의 인큐베이터를 갖는 세포융합장치를 보인 설명도.

도3은 본 발명에 의한 인큐베이터를 갖는 세포융합장치의 다른 실시예를 보인 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 챔버 11: 채널

15: 주입구 20: 전극부

30: 인큐베이터 40: 개폐수단

본 발명은 이종 식물 세포융합장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종의 식물 세포를 융합시켜 새로운 식물 세포를 얻기 위한 이종 식물 세포융합장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 이종(異種)의 식물 세포를 추출하여 이들을 근접시킨 상태에서 고전압을 가하게 되면 두 식물세포의 원형질막의 결합을 통해 두 세포가 융 합하게 되며, 이에 따라 양자의 우성 형질을 갖춘 새로운 이종 핵세포 식물이 만들어지게 된다.

이를 위한 종래의 세포 융합 장치를 도1로 도시하였다.

이에 도시된 바와 같이 종래에는 두 개의 셀 챔버(101) 내에 각각 이종 식물세포를 저장하고, 각각 두 세포의 생존에 필요한 배지가 공급되도록 다수개의 주입구(102)를 형성하며, 두 세포의 융합이 이루어지도록 고전압을 인가하는 전극부(103)가 구비된 세포융합장치(100)가 사용되었다.

이와 같은 세포융합장치(100)는 셀 챔버(101)에 각각 서로 다른 종류의 세포벽이 제거된 원형질체를 저장시키고, 이들의 하부에 채널(104)을 연결하되, 이 채널(104)에 다수개의 주입구(102)를 통하여 배양에 필요한 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N), 유황(S), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 마그네슘(Mg) 외에 식물호르몬인 오옥신(Auxin)과 시토키닌(Cytokinin) 등을 적절한 농도의 비율로 주입시키며, 전극부(103)에서 고전압을 인가시켜 주면, 두 세포가 융합되면서 배출되는 것이다.

이와 같은 세포융합장치는 두 세포를 융합시키는 데에는 적절하게 사용할 수 있으나, 융합된 세포를 꺼내어 배양시키기 위한 챔버로 이동시 융합된 세포가 공기 중의 세균으로 인하여 감염되거나, 옮기는 과정에서 융합세포가 괴사하게 되는 경우가 빈번하게 발생하여 융합세포의 손실율이 높아지게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 세포융합장치에 인큐베이터를 연결 설치하여 융합된 세포를 챔버로 옮기기 전에 성숙시켜 챔 버로 옮기는 과정에서의 융합세포의 생존율을 높일 수 있도록 하기 위한 이종 식물 세포융합장치를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 두 개의 셀 챔버에 각각 다른 종류의 세포를 저장하고, 세포의 생존에 필요한 배지가 공급되도록 주입구를 형성하며, 두 세포의 이동 중에 전기적 융합이 이루어지는 전극부를 구비한 공지의 것에 있어서, 상기 전극부의 하방에 융합 세포가 저장되는 인큐베이터와, 산성 용액이 투입되면 열리게 되고, 알칼리 용액이 투입되면 닫힌 상태를 유지하는 하이드로겔 댐 혹은 공압으로 구동되는 마이크로 밸브가 상기 인큐베이터의 출구에 설치된 이종 식물 세포융합장치를 제안한다.

이와 같이 하여 본 발명은 융합된 이종 식물세포를 인큐베이터에서 성장시킴으로써 배양 용기로 이송되는 과정에서의 세균 감염을 방지하고, 융합세포의 괴사를 방지하여 생존율을 향상시키게 되는 유용한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도2로 도시된 바와 같이 본 발명은 각각 다른 종류의 세포를 저장하는 두 개의 셀챔버(10)와, 이들 세포 생존에 필요한 배지가 공급되도록 형성된 주입구(15)와, 두 세포의 이동과정에서 전기적 융합이 이루어지는 전극부(20)와, 전극부(20)의 하방에 융합된 세포가 저장되는 인큐베이터(30)와, 팽창, 수축이 가능한 하이드로겔 댐 혹은 도3으로 도시한 바와 같은 마이크로밸브등으로 된 개폐수단(40)이 인 큐베이터(30) 출구에 설치한 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 토마토, 감자 등 예를 들어 설명하면, 식물체의 세포를 두 개의 챔버(10)에 각각 투입시켜 저장한다. 이때, 두 개의 셀 챔버(10) 중 하나의 셀 챔버(10)에는 감자의 원형질체인 세포를 저장시키고, 다른 하나의 셀 챔버(10)에는 토마토의 원형질체인 세포를 저장시킨다. 이러한 셀 챔버(10)에 저장되는 식물세포는 감자, 토마토 뿐만 아니라 고구마, 옥수수 등 필요에 따라 배양시키고자 하는 다양한 식물을 선택하여 적절하게 저장시킬 수 있음은 물론이다.

이와 같이 두 개의 이종 식물 세포가 저장된 셀 챔버(10)로부터 각각의 세포 하나씩 채널(11)을 통하여 배출됨과 함께 채널(11)에 연결된 주입구(15)를 통하여 식물의 세포분열 및 분화에 필요한 기본 성분과 오옥신 및 시토키닌 등의 식물호르몬이 적절히 배합된 배지(培地)를 주입한다.

이와 같이 셀 챔버(10)로부터 하나씩 배출된 식물세포와 주입구(15)를 통하여 공급된 배지는 전극부(20)로 이송된다. 이러한 전극부(20)에서는 두 개의 융합 대상 세포가 도달하였을 시 고전압을 가하여 두 세포의 체인을 형성시키고, 체인이 형성된 두 개 세포의 세포막이 융합되면서 새로운 융합세포가 만들어지게 되며, 이러한 융합세포는 즉시 인큐베이터(30)로 보내진다.

아울러, 인큐베이터(30)에는 주입구(15)를 통하여 융합세포의 생존에 필요한 영양분이 배합된 배지가 유입되어 융합세포의 성장을 돕게 되며, 이러한 융합세포는 인큐베이터(30)에서 약 2일간 배양시킨다.

이러한 배양기간 동안 1회 이상 배지를 주입구(15)로 주입시켜 줌으로써 시기별로 융합세포가 생존하는데 필요한 영양분을 충분히 공급함과 아울러, 사용된 배지의 배출과 융합 후 융합된 세포의 세포분열이 이루어진 융합세포를 배출시키기 위하여 인큐베이터(30) 출구에 설치된 하이드로겔 댐(Hydrogel Dam) 혹은 마이크로밸브등 개폐 수단(40)을 개폐시키게 된다.

즉, 도2로 도시한 바와 같은 개폐 수단(40)인 하이드로겔 댐은 알칼리에서 팽창하여, 저장 챔버(41)가 닫힌 상태 또는 거의 닫힌 상태를 유지하고, 산성에서 수축하여 저장 챔버(41)가 열린 상태를 유지하므로, 융합세포의 배양기간 중에는 주입구(15)로 알칼리 용액을 주입시켜 개폐수단(40)인 하이드로겔 댐이 열리지 않도록 하며, 융합세포의 배양 완료 후에 주입구(15)로 산성 용액을 투입하여 하이드로겔 댐이 열리게 됨으로써 인큐베이터(30) 내의 융합세포를 저장 챔버(41)로 배출시키게 되는 것이다. 또한, 또 다른 개폐 수단(40)으로는 공압으로 작동되는 마이크로 밸브를 사용할 수도 있으며, 도3으로 도시한 바와 같은 마이크로 밸브는 평상시에는 닫혀있는 상태이고, 마이크로 밸브의 공압 라인에 진공을 걸어주면 마이크로 밸브가 열린 상태로 되므로, 세포 배양기간에는 공압 라인에 대기압이 가하여 지도록 하여 개방 상태를 유지시키고, 융합세포의 배양이 완료 되면 공압 라인에 진공을 걸어주어 개폐수단(40)인 마이크로 밸브가 열리게 함으로써 인큐베이터(30)내의 융합세포를 저장 챔버(41)로 배출시키게 되는 것이다.

이러한 과정으로 배양된 융합세포가 저장 챔버(41)에 모아진 후에는 이를 인큐베이터(30)로부터 분리시키고 융합세포를 꺼내 다른 배양용기로 옮겨 장기간 배 양시키게 되어 이종 세포가 융합된 식물을 성장시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 융합된 이종 식물세포를 인큐베이터에서 성장시킨 다음 배양 용기로 옮기도록 함으로써, 배양 용기로 이송되는 과정에서의 세균 감염이나 융합세포의 괴사를 방지하여 생존율을 크게 향상시키므로 수율을 제고하여 소요 경비를 절약할 수 있음은 물론, 융합세포의 배양 상태를 양호하게 하여 우수한 형질의 이종식물을 얻을 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims

각각 다른 종류의 세포를 저장하는 두 개의 챔버(10)와, 전기적 융합이 이루어지는 전극부(20)와, 챔버(10)에 저장된 세포가 전극부(20)로 이송되도록 상기 챔버(10)와 전극부(20)를 연결하는 채널(11)과, 상기 세포의 생존에 필요한 배지가 전극부(20)로 공급되도록 채널(11)에 연결된 주입구(15)를 구비한 공지의 이종 식물 세포융합장치에 있어서,

상기 전극부(20)의 하방에 융합 세포가 일시 저장되는 인큐베이터(30)와,

pH에 따라 부피가 팽창,수축되어 상기 인큐베이터(30)의 출구를 개폐하기 위한 하이드로겔 댐 혹은 공압으로 작동되는 마이크로 밸브로 된 개폐 수단(40)이 구비됨을 특징으로 하는 이종 식물 세포융합장치.
제1항에 있어서,

상기 개폐 수단(40)의 하방에 분리 가능하고, 인큐베이터(30)로부터 배출된 융합 세포를 일시 저장하는 저장 챔버(41)가 더 구비됨을 특징으로 하는 이종 식물 세포융합장치.