Соглашение № 14.607.21.0180 от 26.09.2017

в рамках мероприятия 1.3 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»

Тема:  «Получение кормового ферментного препарата ксиланазы с использованием рекомбинантного дрожжевого продуцента»

Уникальный идентификатор соглашения  RFMEFI60717X0180

Получатель субсидии / Исполнитель:  НИЦ «Курчатовский институт» – ГосНИИгенетика

Индустриальный партнер:  Общество с ограниченной ответственностью Производственное объединение «Сиббиофарм» (http://www.sibbio.ru/).

Соисполнитель:  Акционерное общество «Биоамид»

Цель проекта  Разработка высокоактивного рекомбинантного штамма-продуцента кормового фермента ксиланазы и масштабируемой технологии ферментации для импортозамещения ферментных кормовых добавок. 

Основные результаты проекта:

этап 1 (26.09.2017 - 29.12.2017):

Проект осуществляется научно-промышленным  комплексом, образованным ООО ПО Сиббиофарм, НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика и АО «Биоамид»,   в целях  разработки  для  ООО ПО «Сиббиофарм»    конкурентоспособных   биотехнологий производства  востребованных на рынке  препаратов на основе  продуктов  микробного синтеза, в частности,  кормовых моноферментных препаратов ксиланазы , фитазы и бета-глюканазы    на  платформе метилотрофных дрожжей Pichia pastories для обеспечения  потребностей   рынка в наиболее востребованных кормовых ферментных

    На первом этапе выполнения проекта проведен анализ современной научно-технической, патентной, нормативной, методической литературы по разработке рекомбинантного дрожжевого продуцента ксиланазы. Сформулированы требования к свойствам ксиланаз, необходимых для использования их в кормопроизводстве.    

   Выбраны наиболее перспективные гены ксиланаз  для  конструирования штаммов суперпродуцентов и оценена эффективность  их экспрессия  в   Pichia pastories. Разработаны подходы создания рекомбинантного  штамма --суперпродуцента  ксиланазы.

  Для решения поставленных задач разработан /подготовлен генетический инструментарий, а также методические подходы для  конструирования штаммов-продуцентов ксиланазы. Оптимизирован метод трансформации плазмидной ДНК в клетки дрожжей Pichia pastoris, позволивший увеличить эффективность трансформации более чем в 10 раз.

  Сконструирован вектор pAOX2-GAP для оценки  экспрессии различных  генов ксиланаз в дрожжах Pichia pastoris под контролем конститутивного промотора, а также  экспрессионные интеграционные плазмиды, содержащие гены ксиланаз различного происхождения (Bacillus; Paenibacillus; Streptomyces; Actinomadura; Aspergillus; Trichoderma; Schizophyllum, Thermomyces)  под контролем конститутивного  промотора.

  Индустриальным партнером ООО «ПО «Сиббиофарм» выполнен этап работ по созданию ферментационной установки и по разработке элементов технологии получения товарной формы ферментного препарата ксиланазы. Выполнены маркетинговые исследования, позволяющие  определить требования к разрабатываемому штамму- суперпродуценту и технологии производства ферментного  препарата для обеспечения его  конкурентоспособности на рынке кормовых ферментов.

  этап 2 (01.01.2018 - 31.12.2018):

На втором этапе разработаны генетические конструкции для оценки эффективности экспрессии генов ксиланаз, представляющие потенциальный интерес для использования в ходе создания промышленных-суперпродуцентов,  в клетках  дрожжей P. pastoris.

Выбраны  оптимальный реципиентный штамм дрожжей P. pastoris и  экспрессируемые гены  ксиланаз, перспективные для создания промышленных  суперпродуцентов ксиланаз;

Сконструированы рекомбинантные штаммы-продуценты ксиланаз на основе дрожжей  P. pastoris, обеспечивающие достижение уровней  продуктивности, запланированных  в ТЗ  (Экспериментальные суперпродуценты  1–го уровня –ЭСП-I-ксиланаза) и перспективные для использования в дальнейших работах  по созданию промышленного суперпродуцента ксиланазы, существенно превосходящего по своей продуктивности   уровень, зафиксированный в Техническом задании.

Проведен анализ промышленного потенциала штаммов ЭСП-I и  выбран модельный штамм суперпродуцент ЭСП-I*-ксиланаза для оптимизации и масштабирования технологии ферментации. Разработаны элементы масштабируемой   технологии  ферментации с использованием  модельного штамма «ЭСП-I*-ксиланаза» в 3-х, 10-ти и 100 л ферментерах.

     Лучшие из созданных штаммов – суперпродуцентов (ЭСП-I), переданы для проведения  испытаний  на опытных установках Индустриального партнера. (ООО ПО «Сиббиофарм»).   

Создана опытная установка для очистки ксиланазы и получения товарной формы ферментного препарата.  Разработаны элементы технологии ферментации и выделения ксиланазы на опытной установке с использованием штамма «ЭCП-I*-ксиланаза».

Создан научно-методический задел, который будет использован  на 3-ьем  этапе работ для дальнейшего совершенствованию рекомбинантных   штаммов – суперпродуцентов ксиланаз  в целях максимального повышения уровней их  продуктивности, значительно превышающих  целевые показатели.