Shikonine

Shikonine is een rode kleurstof die geproduceerd wordt door de plant Lithospermum erythrorizon. De kleurstof wordt gewonnen uit de wortels. De plant komt voor in Japan, Korea en China. De kleurstof is bijvoorbeeld gebruikt in de vlag van Japan. Behalve als verfstof voor textiel wordt de kleurstof ook gebruikt in cosmetica.

De kleurstof bleek ook geproduceerd te kunnen worden in plantecelculturen en wel op een veel efficiëntere wijze. De productiviteit die daarin uiteindelijk werd bereikt was 800 maal groter dan in de planten zelf. Sinds 1984 wordt deze productiemethode dan ook op commerciële wijze toegepast.

In het onderzoek bleek dat in celkweeksystemen de productiviteit per cel varieerde. Door de meest productieve cellen te isoleren en hiermee weer nieuwe celculturen op te starten bleek de productiviteit van het systeem sterk te kunnen worden verhoogd.

Naast het selecteren van cellen werd ook veel aandacht besteed aan de kweekomstandigheden. Hiervoor werden systematisch de effecten van temperatuur, de golflengte van het licht, groeihormonen en de koolstof- en stikstofbronnen onderzocht. Op deze manier werden cellen verkregen waarin de concentratie kleurstof 15 keer groter was dan in de oorspronkelijke plantencellen. Daarnaast duurde de productie van cellen minder dan een maand, terwijl de plant daarvoor 48 maanden nodig had.

Dit voorbeeld van optimalisatie van plantecelkweeksystemen is de aanleiding geweest om veel meer systemen te proberen. Onderzoek aan plantecellen bleek echter toch problematischer dan op basis van dit voorbeeld verwacht zou kunnen worden.

Ondanks dit laatste negatieve geluid is de plantecelbiotechnologie veelbelovend (maar niet volledig begrepen). In principe is het mogelijk complexe producten te maken met behulp van deze culturen. Verdere mogelijkheden liggen op het gebied van de recombinant DNA technologie.