Разработка авторегулируемой бактериальной системы для сверхпродукции рекомбинантных белков и ферментов

1.

Участник молодежного научно-инновационного конкурса У.М.Н.И.К.
Разработка авторегулируемой бактериальной
системы для сверхпродукции рекомбинантных
белков и ферментов
Нагель Алексей Сергеевич – аспирант ИБФМ РАН

2.

Цель проекта:
Разработка системы, обеспечивающей
суперпродукцию рекомбинантных белков без
добавления специальных химических
веществ, при достижении культурой бактерий
заданной плотности.

3.

Назначение и актуальность проекта:
Фармацевтика
Пищевая
промышленность
Сельское хозяйство
Парфюмерия
Препараты на
основе белков и
ферментов
используются
Производство
моющих средств
Кожевенная
промышленность

4.

Назначение и актуальность проекта:

5.

Назначение и актуальность проекта:
Упрощает процесс
Рост культуры
Внесение индуктора при
достижении
определенной оптической
плотности
При меньших Получение
затратах
продукта

6.

Создание новых систем:
1.
Позволяет создавать отечественных бактериальных
продуцентов
2.
Снижает патентную нагрузку на созданные штаммыпродуценты и созданные с помощью них препараты белков и
ферментов.
3.
Снижает себестоимость производимых с помощью данной
системы белков и ферментов

7.

Научная новизна проекта:
Впервые будет сконструирована
авторегулируемая система для
сверхпродукции белков и ферментов на
основе системы “quorum sensing” из Bacillus
thuringiensis PlcR-PapR.

8.

Научная новизна проекта:

9.

Схема активации транскрипции факторов патогенности B. cereus.
~40 genes
>10 toxins
plcR
papR

10.

Техническая значимость проекта:
Основной параметр, определяющий
конкурентные преимущества – это
выход конечного продукта

11.

Техническая значимость проекта:
Пищевая
промышленность
Спиртовая,
пивоваренная
промышленноть
ксиланаза
Текстильная
промышленноть
Сельское хозяйство
Целлюлознобумажная
промышленность
16-17 тыс. тонн
70-80%
импорт

12.

Техническая значимость проекта:
Ранее описанные и коммерчески-доступные системы фирмы Mobitech
Сконструированная нами авторегулируемая система

13.

Перспективы коммерциализации результата НИР:
Данная уникальная система –
основа для конструирования
продуцентов белков и ферментов.
2000000000000 $
доля России
< 0,1%
«Биотроф»
«ВОСТОК»
«Bionovatic»
НПЦ «Агросистема»
Завод премиксов №1
«СИББИОФАРМ»
доля
импорта
80%
мировой
рынок
биотехнологий

14.

План реализации идеи в конечный продукт
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный ген GFP под контролем промоторов
генов cytK, papR и cerAB, экспрессия которых активируется системой “quorum sensing”
PlcR-PapR.
cytK
promotor
GFP
papR
promotor
GFP
cerAB
promotor
GFP

15.

16.

План реализации идеи в конечный продукт
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
plcR
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный
ген GFP под контролем промоторов генов cytK,
papR и cerAB, экспрессия которых активируется
системой “quorum sensing” PlcR-PapR.
papR
2. Создать плазмиду, несущую
тандемно расположенные
гены plcR и papR.
cytK
prom
oto
r
GFP
3. Получить штаммы Bacillus subtilis, содержащие
плазмиды указанные в пунктах 1 и 2.
papR
cytK
promotor
cytK
r
promoto
GFP
plcR
K tor
cyt mo
pro
cytK
promoto
r
cy
P cR
G F pl
pl cR
tor
mo
pro
tK
GF
P
GFP
papR
cyt
pro K
mo
tor
GFP
papR
GFP
P
GF
cytK
promotor
P
GF
papR
pl cR
K
cyt motor
pro
cytK
promotor
cy
pro tK
mo
tor
GFP
cytK
r
promoto
plcR
plcR
papR
papR
GFP
GF
P

17.

18.

План реализации идеи в конечный продукт
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
plcR
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный
ген GFP под контролем промоторов генов cytK,
papR и cerAB, экспрессия которых активируется
системой “quorum sensing” PlcR-PapR.
papR
2. Создать плазмиду, несущую
тандемно расположенные
3. Получить штаммы Bacillus
subtilis, содержащие плазмиды
указанные в пунктах 1 и 2.
гены plcR и papR.
Promotor
T7-RNAP
4. Провести анализ экспрессии
GFP в зависимости от стадии
роста полученных
рекомбинантных штаммов.
5. В зависимости от полученных результатов
провести клонирование гена РНК-полимеразы
бактериофага Т7 под контроль промотора одного из
генов, описанных в пункте 1, имеющего наиболее
сильное увеличение активности синтеза GFP,
определенное в ходе выполнения пункта 4.

19.

План реализации идеи в конечный продукт
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
plcR
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный
ген GFP под контролем промоторов генов cytK,
papR и cerAB, экспрессия которых активируется
системой “quorum sensing” PlcR-PapR.
papR
2. Создать плазмиду, несущую
тандемно расположенные
3. Получить штаммы Bacillus
subtilis, содержащие плазмиды
указанные в пунктах 1 и 2.
гены plcR и papR.
plcR
plcR
papR
plcR
plcR
plcR
papR
plcR
papR
papR
papR
papR
4. Провести анализ экспрессии
GFP в зависимости от стадии
роста полученных
рекомбинантных штаммов.
6. Сконструировать рекомбинантные штаммы
Bacillus subtilis содержащие ген T7-РНК полимеразы
под контролем «quorum sensing» системы plcR-papR
и экспрессионные векторы на основе промотора
бактериофага Т7.

20.

План реализации идеи в конечный продукт
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
plcR
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный
ген GFP под контролем промоторов генов cytK,
papR и cerAB, экспрессия которых активируется
системой “quorum sensing” PlcR-PapR.
papR
2. Создать плазмиду, несущую
тандемно расположенные
гены plcR и papR.
3. Получить штаммы Bacillus
subtilis, содержащие плазмиды
указанные в пунктах 1 и 2.
4. Провести анализ экспрессии
GFP в зависимости от стадии
роста полученных
рекомбинантных штаммов.
7. Провести анализ суперпродукции белка в
сконструированном штамме.

21.

План реализации идеи в конечный продукт
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
cytK
promo
tor
GFP
1. Создать плазмиды, содержащие репортерный
ген GFP под контролем промоторов генов cytK,
papR и cerAB, экспрессия которых активируется
системой “quorum sensing” PlcR-PapR.
plcR
papR
2. Создать плазмиду, несущую
тандемно расположенные
гены plcR и papR.
3. Получить штаммы Bacillus
subtilis, содержащие плазмиды
указанные в пунктах 1 и 2.
4. Провести анализ экспрессии
GFP в зависимости от стадии
роста полученных
рекомбинантных штаммов.
7. Провести анализ суперпродукции белка
в сконструированном штамме.

22.

Благодарю за внимание!

English Русский Rules