Рациональные стратегии промышленной биотехнологии

Геномная характеризация и изучение биотехнологически важных свойств промышленно значимых штаммов и консорциумов молочнокислых бактерий; разработка инструментов метаболической инженерии и синтетической биологии для молочнокислых бактерий в целях создания платформы для получения конкурентоспособных промышленно значимых штаммов; сохранение и развитие биологических ресурсов, используемых в рекреационных целях и в качестве источников растительного сырья, на основе применения современных генетических и клеточных технологий; проектирование in silico молекулярно-генетических систем на основе принципов системной биологии для нужд промышленной биотехнологии (микроорганизмы и растительные клетки); создание комплекса оборудования для выполнения масштабных скрининговых работ в практической биотехнологии и в реализации учебных практико-ориентированных образовательных программ по промышленной биотехнологии.

• В области биотехнологии и геномики молочнокислых бактерий:

Ключевыми научными проблемами, решаемыми в рамках данного проекта, являются проблемы недостаточной изученности генетических детерминант промышленно значимых свойств молочнокислых бактерий. К ним относятся (а) особенности функционирования центрального метаболизма промышленно значимых штаммов бактерий и поиск путей повышения эффективности культивирования штаммов, (б) особенности механизмов клеточной гибели и выживаемости штаммов МКБ, в том числе программируемой клеточной гибели, криоконсервации и ауксотрофии, (в) особенности пробиотической активности штаммов МКБ и выявление штаммов, обладающих потенциалом применения в качестве пробиотиков. Также имеется проблема адаптации методов метаболической инженерии для развития технологического потенциала МКБ. Решение этих проблем обладает высокой научной и практической значимостью и должно повысить эффективность отечественной пищевой и биотехнологической промышленности.


• В области биотехнологии растений:

В области развития растительных генетических и клеточных технологий необходимо отметить, что Черноморское побережье Кавказа в нашей стране является средоточием видового и внутривидового биоразнообразия растений. Сужение разнообразия, особенно внутривидового (генетического) – последствие воздействия неблагоприятных био- и абиотических факторов. Биотехнологические подходы сохранения и развития генетического разнообразия – предлагают широкий спектр методов, особенно для вегетативно размножаемых растений. Интродукция и культивирование ценных видов растений из южных стран, являющихся источником растительного сырья для выделения биологически активных веществ – также является более эффективной при использовании биотехнологических подходов. Вместе с тем, применение методов биотехнологии (в том числе генетических и клеточных технологий) к растениям, в каждом отдельном случае (новый растительный объект, новая малоизученная система генов и т.д.) требует новых технологических решений в силу распространенности видо- и даже генотипспецифических особенностей адаптации растений к биотехнологчиеским манипуляциям, начиная от наработки клеточной культуры и до регенерации из нее полноценных растений.


• В области разработки и применения методов биоинформатики для решения задач промышленный биотехнологии:

В рамках этого подпроекта научно-исследовательские работы будут посвящены использованию подходов и инструментов для применения и интеграции «омикc» данных в математические модели при создании наиболее перспективных с биотехнологической точки зрения микроорганизмов.


• В области создания комплекса оборудования для масштабных скрининговых работ в рамках биотехнологических исследований и разработок:

Актуальной задачей для выполнения работ по модификации штаммов продуцентов является создание оборудования для проведения масштабного первичного скрининга штаммов.