Федеральная целевая программа

<Номер соглашения>
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Науки о жизни
Тема: «Создание на основе полногеномного анализа и метаболической инженерии промышленных штаммов
микроорганизмов - суперпродуцентов незаменимых аминокислот и их использование в технологиях производства
кормовых добавок для сельского хозяйства»
Руководитель проекта: зам.директора ФГУП «ГосНИИгенетика» по
научной работе, д.б.н., профессор Яненко Александр Степанович
Соглашение 14.626.21.0003
на период 2014 - 2016 гг.
Получатель субсидии: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский
институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП «ГосНИИгенетика»)
Цели и задачи проекта
Создание научно-технического задела в области конструирования на основе полногеномного анализа и метаболической инженерии промышленных штаммов
микроорганизмов-суперпродуцентов незаменимых аминокислот, предназначенных для производства кормовых добавок для сельского хозяйства.
Разработать методы реконструкции генома Corynebacterium/Brevibacterium на основе полногеномного секвенирования с помощью метаболической инженерии
Создать промышленный штамм-продуцент лизина мирового уровня
Разработать технологический процесс изготовления лизин сульфата - аминокислотной кормовой добавки
Использовать побочные продукты переработки пшеницы (пентозаны) для получения белковой кормовой добавки
В результате реализации проекта будет заложена основа создания эффективной кормовой базы для развития отечественного животноводства и птицеводства на
основе продуктов биотехнологии.
Ожидаемые результаты проекта
1. Создать промышленный штамм-продуцент лизина мирового уровня, продуцирующий 210 г лизина\л за 50 час культивирования
2. Разработать технологию изготовления кормовой добавки с содержанием лизина сульфата не менее 75% из зерна пшеницы (превышает мировые
аналоги)
3. Разработать технологический процесс изготовления белковой кормовой добавки на основе побочные продуктов переработки пшеницы(пентозанов)
На основе результатов проекта впервые в России и мировой практике Индустриальный партнер проекта создаст производство незаменимой
аминокислоты лизина на основе продуктов переработки зерна пшеницы.
Перспективы практического использования
Индустриальный партнер обеспечит внедрение (промышленное освоение) результатов ПНИЭР не позднее 2019 года посредством
использования созданного штамма –суперпродуцента лизина и технологии синтеза лизина с использованием штамма на создаваемом в
настоящее время заводе по производству лизина по адресу: Белгородская область, Шебекенский район, тер. Биотехнологический центр,
Проектная мощность завода: 35 тыс. тонн аминокислотной кормовой добавки в год на сумму 2 млрд. руб. в год.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
1. С использованием методов генетической и метаболической инженерии получена серия мутантных штаммов производных B.flavum 90 с разным
набором генетических модификаций, изменяющих активность ключевых ферментов биосинтеза лизина, синтеза предшественников лизина, транспорт
глюкозы в клетку и синтеза кофактора НАДФН, необходимого для синтеза лизина.
2. Выявлены комбинации генетических модификаций, повышающие продукцию лизина измененными штаммами в лабораторных ферментерах. Выбран
штамм, по показателям накопления лизина на 80% превышающий исходный.
3. Осуществлено секвенирование генома мутантного штамма Brevibacterium flavum 90 с повышенной продуктивностью по лизину, полученного
традиционными методами мутагенеза и отбора, и на основе сравнения результатов секвенирования выявлено 377 отличий в геномах базового и
мутантного штаммов. На основе анализа выявленных отличий разработана стратегия дальнейшего совершенствования штамма-продуцента.
4. Выполнен комплекс исследований, касающихся важнейших элементов технологического процесса биосинтеза лизина, которые обеспечили
максимальный уровень продукции лизина:
- Разработаны требования к сырью для биосинтеза лизина, оптимизированы режимы стерилизации отдельных компонентов сырья и определен
порядок приготовления из отдельных компонентов питательной среды для биосинтеза лизина.
- Осуществлен выбор видов подпитки (источники азота и углерода) для процесса биосинтеза лизина и отработаны режимы подачи подпитки в реактор,
обеспечивающие максимальный уровень накопления лизина в процессе ферментации.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер проекта - ЗАО «Завод Премиксов №1» . Сфера деятельности: производство премиксов для всех видов животных и птицы
Организация производства лизин-сульфата на основе продуктов глубокой переработки зерна. Внебюджетное софинансирование в 2015
- 17 млн.руб.
Соисполнители:
ФИЦ Биотехнологии РАН. Задачи в проекте: секвенирование и анализ геномов базового и мутантных штаммов Brevibacterium flavum – продуцентов
лизина, идентификация модификаций генома, приводящих к повышению продукции лизина на основе сравнительной геномики.
РХТУ имени Д.И. Менделеева, кафедра биотехнологии
образующихся в лизиновом производстве
Номер соглашения 14.626.21.0003
- разработка биотехнологии утилизации побочных продуктов переработки зерна пшеницы,
<Номер постера>