• Цель исследования, разработки
  • Основные результаты проекта
  • Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках исследования, разработки
  • 4. Назначение и область применения результатов проекта
  • Эффекты от внедрения результатов проекта
  • Формы и объемы коммерциализации результатов проекта



  • Дата24.07.2017
    Размер48 Kb.

    Аннотация исследования, разработки





    Резюме проекта (НИР), выполненного в рамках ФЦП

    «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 – 2013 годы»

    итоговое


    Номер контракта: 16.552.11.7029

    Тема: «Проведение центром коллективного пользования научным оборудованием «Идентификация и оценка биотехнологического потенциала микроорганизмов» поисковых научно-исследовательских работ в области создания конкурентоспособных рекомбинантных штаммов-продуцентов и биотехнологий для получения ферментов с высоким рыночным потенциалом»

    Приоритетное направление: Науки о жизни

    Критическая технология: Биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии; технологии биоинженерии

    Исполнитель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов».

    Ключевые слова: Микробные генетические ресурсы, биотехнология, промышленные ферменты, генетическая инженерия, альфа-амилаза, фосфолипаза С, термостабильная липаза, осахаривание крахмала, рафинирование масла, рекомбинантные продуценты




    1. Цель исследования, разработки

    1.1. Реализуемый проект направлен на развитие отечественного производства ферментов для переработки сельскохозяйственной продукции.

    1.2. Основные цели проекта состоят в разработке рекомбинантных штаммов-продуцентов альфа-амилазы, термостабильной липазы, фосфолипазы С и ферментационных технологий для получения ферментов; развитие научной, методологической, приборной и ресурсной базы ЦКП и обеспечение исследовательских организаций необходимыми наукоемкими сервисными услугами и стандартными микробными генетическими ресурсами.

    Ожидаемым результатом настоящего проекта являются рекомбинантные бациллярные штаммы–продуценты ферментов (альфа-амилазы, термостабильной липазы, фосфолипазы С), перспективные в качестве основы для создания конкурентоспособных промышленных продуцентов, предназначенных для развития отечественного производства целевых ферментов.


    1. Основные результаты проекта

    В ходе выполнения НИР, используя современные генно-инженерные методы, основанные на клонировании генов в подходящей экспрессионной системе, выбран способ для создания микробных продуцентов целевых ферментов - клонирование генов альфа-амилазы из Bacillus amyloliquefaciens, фосфолипазы С из Bacillus cereus и термостабильной липазы BTL2 из Geobacillus thermocatenulatus в реципиентных культурах рода Bacillus B.amyloliquefaciens, B.licheniformis и B.subtilis, соответственно.

    Разработаны экспрессионные векторы, основными конструктивными характеристиками которых являются наличие репликона и маркера, обеспечивающих их селектируемое поддержание в штаммах Bacillus spp. и E.coli, а также наличие конститутивного или нового варианта индуцируемого промотора для экспрессии генов в бациллах.

    В ходе дальнейшей работы продолжена разработка экспрессионных векторов для бактерий рода Bacillus. С использованием в качестве промежуточного хозяина E.coli в составе полученных векторов, содержащих регулируемый промотор, клонированы гены фосфолипазы С (plc) из Bacillus cereus и термостабильной липазы (btl) из Geobacillus thermocatenulatus. Таким образом, созданы генетические конструкции для экспрессии вышеназванных генов ферментов в Bacillus spp.

    Были идентифицированы мутации в генах rpsL, rsmG, и rpoB антибиотикоустойчивых мутантов Bacillus amyloliquefaciens, проявляющих повышенный уровень синтеза альфа-амилазы, а также сконструирована плазмида для совмещения данных мутаций в геноме штамма-продуцента альфа-амилазы. Предполагается, что комбинирование выявленных мутаций в одном штамме приведет к увеличению экспрессии альфа-амилазы.

    Выбраны и адаптированы методики измерения фосфолипазной активности: по гидролизу как синтетического, так и природного субстрата.

    Сконструированы штаммы-продуценты рекомбинантной фосфолипазы С на основе штамма Bacillus subtilis, рекомбинантные продуценты термостабильной липазы на основе бактерий Bacillus licheniformis, рекомбинантные штаммы – продуценты альфа-амилазы на основе штаммов Bacillus  amyloliquefaciens.

    Работа по созданию штаммов-продуцентов ферментов фосфолипазы С, термостабильной липазы и альза-амилазы, выполненная в ходе проекта, позволила разработать методики клонирования генов ферментов в высокотехнологичных бациллярных штаммах, в том числе термофильных.

    Продукция целевых ферментов полученными рекомбинантными штаммами выше по сравнению с продукцией исходных штаммов. Для рекомбинантной термостабильной липазы наблюдается значительное расширение рабочего диапазона температур. Отработана модельная технология на ферментерах для рекомбинантных продуцентов фосфолипазы термостабильной липазы и альфа-амилазы.

    Продукция целевых ферментов полученными рекомбинантными штаммами выше по сравнению с продукцией исходных штаммов.

    Проведена оценка рыночного потенциала полученных результатов и разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.

    В ходе выполнения проекта ЦКП предоставило услуги по молекулярно-генетическим работам, проведению количественных анализов различных веществ широкому кругу исследовательских, учебных и производственных организаций. Проведены мероприятия по дооснащению ЦКП научным оборудованием и обеспечению комплектующими и материалами. Расширен перечень услуг, оказываемых сторонним организациям на оборудовании ЦКП.


    1. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках исследования, разработки

    В рамках исследования, на основе полученных данных были поданы патентные заявки на изобретение: «Рекомбинантный штамм бактерий Bacillus subtilis – продуцент фосфолипазы С» № 2012143355 от 10.10.2012 и «Рекомбинантный штамм бактерий Bacillus licheniformis - продуцент термостабильной липазы» № 2012143356 от 10.10.2012.
    4. Назначение и область применения результатов проекта

    Наукоемкие сервисные работы широко востребованы прикладными, исследовательскими и учебными организациями. Важное значение выполняемые исследования имеют для большого числа предприятий, работающих в области пищевой биотехнологии, и для контрольных лабораторий.



    Ожидается, что сконструированные генетические векторы могут быть использованы для разработки продуцентов различных промышленно-ценных ферментов бациллярного происхождения.


    1. Эффекты от внедрения результатов проекта

    Использование альфа-амилазы, фосфолипазы С и термостабильной липазы в промышленности позволит снизить себестоимость, улучшить качество или расширить ассортимент изготовляемой продукции, а также смягчить условия проведения реакций и создать более экологичные технологии. Например, применение фосфолипазы С для удаления фосфолипидов из растительного масла при его рафинировании позволяет не только сократить потери сырья, но и избежать использования больших количеств таких агрессивных веществ, как фосфорная кислота и гидроксид натрия.

    1. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

    Разрабатываемые в ходе выполнения проекта штаммы-продуценты ферментов, а также основанные на их использовании процессы биосинтеза могут составить основу производственной технологии получения ферментов: альфа-амилазы, фосфолипазы С и термостабильной липазы.

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Аннотация исследования, разработки