Международная космическая станция. Справка по состоянию на

Международная космическая станция. Справка по состоянию на июнь 2010 года
Космический эксперимент «Исследование и отработка автономного реактора закрытого
типа для получения биомассы микроорганизмов и биологически активных веществ (БАВ)
без внесения дополнительных ингредиентов и удаления продуктов метаболизма»
(«Биоэмульсия»)
Состояние эксперимента
Целью космического эксперимента является:
- испытание автономного биореактора закрытого типа для получения
биомассы микроорганизмов без внесения дополнительных ингредиентов
и удаления продуктов метаболизма,
- сравнение свойств бактериальной культуры при культивировании на
плотной и жидкой питательных средах в условиях космического полета,
- изучение репаративных свойства исследуемой бактериальной культуры
при культивировании на жидкой питательной среде,
- разработка новых малостадийных и высокопроизводительных технологий получения
лекарственных препаратов
Микроорганизмы и БАВ, получаемые по разработанной технологии, обладают повышенной
устойчивостью к замораживанию, высушиванию и аэрозолированию – отрицательным факторам
хранения и использования биопрепаратов. Разработана принципиально новая технология
получения биомассы микроорганизмов и БАВ в автономном реакторе закрытого типа с
использованием эмульсионной питательной среды на основе модифицированных углеводородов,
обеспечивающей 200-кратный запас кислорода по сравнению со стандартными средами, без
внесения дополнительных ингредиентов и принудительного удаления продуктов метаболизма. Эта
технология и конструкции биореактора вместимостью 200 мл обеспечивает увеличение скорости
роста биомассы микроорганизмов в 4-8 раз по сравнению со стандартными процессами
культивирования. Это позволяет исключить этап концентрирования и получить готовую форму
биопрепарата практически в одну стадию.
Основные результаты исследований
1. В условиях космического полета испытан опытный образец автономного
биореактора закрытого типа.
2. Отработана методика культивирования тест-объекта штамма Bacillus
licheniformis Л-34 в автономном биореакторе закрытого типа.
3. В ходе КЭ получен новый высокопродуктивный (до 10 раз) и
высокоактивный (до 2-х раз) штамм Bacillus licheniformis Л-34 и L. acidophilus
4. Подтвердился вывод о том, мутационное воздействие факторов космического полета на
клетки, находящиеся в стадии активного деления, проявляется гораздо сильнее по сравнению
с клетками, находящимися в состоянии покоя.
5. Эксперимент позволил выявить способы повышения эффективности культивирования
бактерий в биореакторе заданного типа, в частности повышения эффективности
ферментационного процесса, включающие изменение состава и запаса субстрата, повышения
коэффициента массопередачи по кислороду, что, в конечном итоге, приводит к повышению
продуктивности бактериальных культур по биомассе и выходу целевого продукта
Дальнейшее развитие этих исследований
1. Разработаны предложения по совершенствованию аппаратуры, в частности использование
аппаратуры «Биоконт-М» для хранения биореактора во время доставки на борт МКС и спуска
на землю при температуре (4-6)°С с целью предотвращения неконтролируемых
температурных режимов.
2. Проведение экспериментов при новых режимах и с новыми биообъектами позволит
разработать общую эффективную схему экспериментов по получению новых высокоактивных
штаммов различных микроорганизмов, что позволит решить вопрос о возможности и
целесообразности
организации
в
условиях
космоса
производства
продукции
микробиологического происхождения.
Научный руководитель: д.м.н. Г.Я. Щербаков, ОАО «Биопрепарат», г. Москва
Публикации: Щербаков Г.Я., Украинцев А.Д., Крашенинникова Т.К, Лаврикова В.В., Гуреева
Е.А., Кузнецов В.Н., Предполетные испытания аппаратуры «Биоэмульсия», предназначенной для
культивирования микроорганизмов, Шестая Международная научно-практическая конференция
«Пилотируемые полеты в космос», Москва 2005 г.
Goal of SE "Bio-emulsion" is to develop and test independent bio-reactor of closed type for the production of
microorganism biomass without the introduction of the additional ingredients and without the removal о
metabolism products. Objective of SE: to test in the conditions of space flight the experimental sample of
independent bio-reactor of the closed type in the course of the submerged culturing of the strain of bacteria
Bacillus licheniformis on liquid nutrient medium at 37o С temperature for 48 h; to compare the changes of the
properties of bacterial cultures while culturing on solid and liquid nutrient media in space flight conditions.; to
study reparative properties of bacterial culture under study at the culturing on liquid nutrient medium; to develop
the proposals on the design of bio-reactor, temporal and technological parameters of culturing "Bio-emulsion "
experiment resulted as follows: the process of culturing for the test-object of the strain Bacillus licheniformis L34 in independent bio-reactor of the closed type was mastered; the proposals on the improvement of "Bioemulsion" instrumentation were developed with the aim of widening its possibilities; cyclogram of flight
experiment was developed; methods for the preparation of "Bio-emulsion" apparatus for the culturing were
developed; new high-efficient strain Bacillus licheniformis L-34 was produced.