Развитие технологий геномного редактирования для решения инновационных задач промышленных и пищевых биотехнологий

В рамках проекта, который направлен на использование инструментария геномного редактирования в отношении широкого круга биотехнологических объектов (дрожжей, мицелиальных грибов и метанотрофных бактерий) создан целый ряд модифицированных штаммов дрожжей, мицелиальных грибов и метанотрофных бактерий. Проведено пилотирование технологии производства ферментных препаратов из продуцентов, полученных на этом этапе, а также тестовое индустриальное производство на основе продуцентов, полученных на предыдущем этапе работы. Получен штамм винных дрожжей S. cerevisiae I-328 с инактивированным геном пути биосинтеза мочевины и проведена молекулярно-генетическая характеристика этого штамма. Получен штамм винных дрожжей S. cerevisiae I-328, в геном которого включены гены ферментов яблочно-молочного брожения. Получен штамм P. pastoris, продуцирующий реннин. Проведена молекулярно-генетическая характеристика штаммов серии P. verruculosum PhyXyl и PhyEg с инактивированным геном niaD, полученных c применением метода CRISPR/Cas9 и анализ состава продуцируемого ферментного комплекса. Получен новый рекомбинантный штамм P. verruculosum PhyXylEg – продуцент тройного ферментного комплекса фитаза/ксиланаза/эндоглюканаза. Получены сухие формы ферментных препаратов серии PhyXylEg. Проведена отработка технологии и масштабирование производства для новых штаммов P. verruculosum PhyEg и P.verruculosum PhyXyl - продуцентов бинарных комплексов ферментов. Проведены испытания лабораторных образцов комплексных ферментных препаратов эндоглюканаз/ксиланаз/фитаз для кормопроизводства. Разработаны генетические конструкции для нокаута внутриклеточных гликозил-гидролаз в штаммах серии PhiXyl, PhiEg, PhiXylEg для снижения накопления внутриклеточных простых сахаров. Проведен анализ транскриптома целевого штамма метанотрофа при росте в проточном режиме в ферментере с использованием альтернативных субстратов – метана и метанола. Разработаны методы внесения генетических конструкций в клетки целевого штамма метанотрофа. Разработана и апробирована система CRISPR/Cas9 для внесения геномных модификаций в целевой штамм метанотрофа. Получен штамм метанотрофа с делецией гена, кодирующего ацетаткиназу. Созданы штаммы О. polymorpha, продуцирующие реннин и человеческий альбумин. Создан ля экспрессии CRISPR/Cas9 системы в O. polymorpha. Проведена направленная инактивация генов ответственных за O- и N-гликозилирование в аппарате Гольджи и везикулярный транспорт в O. polymorpha. Разработан метод геномного редактирования с помощью CRISPR/Cas9 для последовательной инактивации нескольких генов в O. polymorpha. Создана новая инфраструктура - группа геномного редактирования промышленных микроорганизмов ФИЦ Биотехнологии РАН. Для этой группы, а также для ранее созданного Центра микробной ферментации закуплено значительное количество оборудования. Созданы и реализованы образовательные программы, в которых поучаствовало более 200 человек, также проведены стажировки и продолжены регулярные семинары, которые позволят заинтересовать студентов и молодых ученых в развитии генетических технологий.