В Алтайском государственном университете (АлтГУ) в рамках программы «Приоритет 2030» реализуется проект «Продукты и технологии метаболической инженерии». Он относится к стратегическому технологическому проекту «Биотехнологическая инженерия управления свойствами живых объектов».
«Биотехнологии сопровождают человечество очень давно. Самые простые биотехнологические продукты, которые нам известны — это сыр (створаживание молока), а также все, что получено методом брожения: квашеная капуста, квас, сидр и т.п. Их издавна люди заготавливали в больших количествах, чтобы питаться зимой. Это биотехнология первого порядка — мы получаем готовый продукт. К высокотехнологичным продуктам мы относим сами бактерии и ферменты, с помощью которых все эти процессы происходят», — рассказала научный сотрудник Центра рекомбинантных технологий АлтГУ Евгения Колосова.
Для получения высокотехнологичных продуктов используются генно-инженерные методы — целенаправленно меняются ДНК организмов для получения новых или модифицированных организмов. Именно ими занимаются ученые Центра рекомбинантных технологий АлтГУ.
Этот подход позволяет создавать микроорганизмы, способные производить полезные вещества, такие как белки, аминокислоты, витамины и другие биологически активные соединения или снижать токсичность у уже существующих природных организмов. Внедрение методов генной инженерии, несомненно, стало революционным событием и позволило добиться значительных результатов в ряде отраслей, таких как медицина, сельское хозяйство, производство продуктов питания. Логическим продолжением методов генной инженерии стала метаболическая инженерия, направленная на модификацию обмена веществ измененных организмов.
Цель проекта «Продукты и технологии метаболической инженерии» заключается в разработке инструментов метаболической инженерии для получения микроорганизмов-продуцентов (микроорганизмов, способных в процессе жизнедеятельности синтезировать органические вещества из неорганических, а также производить в больших количествах определенные целевые продукты, такие как антибиотики или пищевые добавки).
«В рамках «Приоритета 2030» мы уже представили ряд продуктов. Например, молокосвертывающий фермент — рекомбинантный химозин. А точнее, линейку разных химозинов, которые позволяют получать сыры из разных видов молока (коровье, козье и т.д.). А также фермент лактазу. В этом направлении мы сотрудничаем с компанией «Ингредико», которая заинтересована в том, чтобы мы разрабатывали разные химозины как альтернативу зарубежным, зачастую не очень качественным аналогам», — отметила Евгения Колосова.
Еще один результат проекта — биологические препараты для сельского хозяйства. Серьезной проблемой является и распространение инфекционных заболеваний и насекомых вредителей, для борьбы с которыми производители по всему миру чаще всего прибегают к химическим средствам. Однако наиболее перспективными и экологически безопасными считаются биологические методы.
«Для решения этих задач можно использовать биотехнологические подходы. В частности, создание микроорганизмов с использованием метаболической инженерии. И у нас есть ряд таких продуктов. Так, для борьбы с возбудителем корончатого галла (рода Agrobacterium) можно использовать «Агро-84» — вещество, получаемое на основе бактерий продуцентов при помощи метаболической инженерии. Для борьбы с вирусными заболевания растений можно использовать ферментные препараты. Для борьбы с нематодами эффективны штаммы грибов нематофагов», — рассказала Евгения.
С целью увеличения продуктивности в кормлении сельскохозяйственных животных и птиц также используется ряд добавок и полезных веществ. Одним из таких веществ является астаксантин. Для получения этого каротиноида используют продуценты на основе микроорганизмов и водорослей. При помощи метаболической инженерии ученые Центра рекомбинантных технологий воспроизвели цепочки синтеза этого вещества в дрожжах и получили таким образом более высокую продукцию.
«Полученный нами астаксантин можно использовать для производства комбикорма для птиц и рыб. Наши эксперименты показали, что такое питание способствует улучшению выживаемости цыплят, а также качественному росту мальков. Мы наработали пробную партию комбикорма для компании «Алтай Форель» и сейчас наблюдаем, как он себя зарекомендует», — подчеркнула Евгения Колосова.
Источник: https://www.asu.ru/news/58667/