ЦКП ФГУП ГосНИИгенетика «Идентификация и оценка биотехнологического потенциала микроорганизмов» Изучение, стандартизация, обеспечение доступности микробных. - презентация

1 ЦКП ФГУП ГосНИИгенетика «Идентификация и оценка биотехнологического потенциала микроорганизмов» Изучение, стандартизация, обеспечение доступности микробных биоресурсов для развития отечественной биотехнологии

2 Структура ЦКП ЦКП «Идентификация и оценка биотехнологического потенциала микроорганизмов» является ключевым элементом инфраструктуры, необходимой для развития отечественной промышленной биотехнологии. ЦКП «Идентификация и оценка биотехнологического потенциала микроорганизмов» является ключевым элементом инфраструктуры, необходимой для развития отечественной промышленной биотехнологии. Важной особенностью ЦКП является то, что в его состав входят: Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (ВКПМ), Cкрининговый центр изучения природных микробных ресурсов и Центр аналитических измерений и секвенирования ДНК ФГУП ГосНИИгенетика. Важной особенностью ЦКП является то, что в его состав входят: Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (ВКПМ), Cкрининговый центр изучения природных микробных ресурсов и Центр аналитических измерений и секвенирования ДНК ФГУП ГосНИИгенетика. В штате ЦКП 50 высококвалифицированных специалистов в области микробиологии, молекулярной генетики, аналитических методов исследований, информатики, патентоведения, ферментации и криоконсервации. По поддерживаемому коллекционному фонду микробных генетических ресурсов, научному, техническому, методическому и кадровому потенциалу ЦКП может конкурировать с ведущими зарубежными национальными центрами микробных биоресурсов. В штате ЦКП 50 высококвалифицированных специалистов в области микробиологии, молекулярной генетики, аналитических методов исследований, информатики, патентоведения, ферментации и криоконсервации. По поддерживаемому коллекционному фонду микробных генетических ресурсов, научному, техническому, методическому и кадровому потенциалу ЦКП может конкурировать с ведущими зарубежными национальными центрами микробных биоресурсов.

3 Вхождение в состав ЦКП Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) обуславливает его участие в выполнении ряда государственно-значимых функций: - формирование национального коллекционного фонда, необходимого для обеспечения потребностей в микробных генетических ресурсах широкого круга промышленных, исследовательских, контрольных и учебных организаций; сохранение ценных штаммов, получаемых в ходе исследований, в т.ч. выполняемых в рамках государственных программ; - формирование национального коллекционного фонда, необходимого для обеспечения потребностей в микробных генетических ресурсах широкого круга промышленных, исследовательских, контрольных и учебных организаций; сохранение ценных штаммов, получаемых в ходе исследований, в т.ч. выполняемых в рамках государственных программ; - стандартизация промышленных микроорганизмов, международное и национальное патентное депонирование генетических ресурсов, необходимое для защиты прав интеллектуальной собственности в области промышленной биотехнологии; - стандартизация промышленных микроорганизмов, международное и национальное патентное депонирование генетических ресурсов, необходимое для защиты прав интеллектуальной собственности в области промышленной биотехнологии; - таксономическая и штаммовая идентификация микроорганизмов, стандартизация микроорганизмов, используемых в пищевой и промышленной биотехнологии, для обеспечения биобезопасности при их использовании. - таксономическая и штаммовая идентификация микроорганизмов, стандартизация микроорганизмов, используемых в пищевой и промышленной биотехнологии, для обеспечения биобезопасности при их использовании.

4 Исследовательские работы на базе ЦКП Исследовательские работы, проводимые на базе ЦКП, направлены на масштабное изучение микробных биоресурсов и их использование для создания современных промышленных микробных продуцентов. Исследовательские работы, проводимые на базе ЦКП, направлены на масштабное изучение микробных биоресурсов и их использование для создания современных промышленных микробных продуцентов. Основными направлениями научных исследований ЦКП являются: Основными направлениями научных исследований ЦКП являются: - разработка методов качественного и количественного анализа промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - разработка методов качественного и количественного анализа промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - изучение промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - изучение промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - скрининговые работы по выявлению микробных генетических ресурсов, перспективных для использования при создании конкурентоспособных микробных промышленных продуцентов; - скрининговые работы по выявлению микробных генетических ресурсов, перспективных для использования при создании конкурентоспособных микробных промышленных продуцентов; - клонирование генов микроорганизмов в различных экспрессионных системах; - клонирование генов микроорганизмов в различных экспрессионных системах; - развитие методологии генетической и метаболической инженерии и ее использование для создания конкурентоспособных микробных продуцентов различных промышленно-ценных веществ. - развитие методологии генетической и метаболической инженерии и ее использование для создания конкурентоспособных микробных продуцентов различных промышленно-ценных веществ..

5 Основные результаты исследований ЦКП В гг. на базе ЦКП проводились полные циклы работ по более 15 исследовательским проектам, включая 3 проекта с зарубежными биотехнологическими компаниями. ЦКП оказывал методическую и сервисную помощь в реализации более 30 исследовательских проектов ФГУП «ГосНИИгенетика». В гг. на базе ЦКП проводились полные циклы работ по более 15 исследовательским проектам, включая 3 проекта с зарубежными биотехнологическими компаниями. ЦКП оказывал методическую и сервисную помощь в реализации более 30 исследовательских проектов ФГУП «ГосНИИгенетика». В г.г. на базе ЦКП разработаны перспективные промышленные рекомбинантные продуценты янтарной кислоты, антиоксиданта глютатиона, промышленных ферментов - фитазы, липазы. Проводятся исследования, направленные на создание рекомбинантных продуцентов ряда других промышленных ферментов; фумаровой, итаконовой органических кислот; бутанола и 1.3-пропандиола. Ведется разработка биокаталитической технологии получения акриловых мономеров, включающая получение рекомбинантных биокатализаторов и технологии биокатализа. В г.г. на базе ЦКП разработаны перспективные промышленные рекомбинантные продуценты янтарной кислоты, антиоксиданта глютатиона, промышленных ферментов - фитазы, липазы. Проводятся исследования, направленные на создание рекомбинантных продуцентов ряда других промышленных ферментов; фумаровой, итаконовой органических кислот; бутанола и 1.3-пропандиола. Ведется разработка биокаталитической технологии получения акриловых мономеров, включающая получение рекомбинантных биокатализаторов и технологии биокатализа. Результаты, полученные в ходе исследований, использованы при подготовке 6-ти патентных заявок, опубликованы в 5-ти статьях в рецензируемых научных журналах и доложены на 5-ти отечественных и международных конференциях Результаты, полученные в ходе исследований, использованы при подготовке 6-ти патентных заявок, опубликованы в 5-ти статьях в рецензируемых научных журналах и доложены на 5-ти отечественных и международных конференциях

6 Сервисные работы на базе ЦКП ЦКП выполняет наукоемкие сервисные работы для широкого круга исследовательских, прикладных, контрольных и учебных организаций. ЦКП выполняет наукоемкие сервисные работы для широкого круга исследовательских, прикладных, контрольных и учебных организаций. Среди выполняемых сервисных работ: Среди выполняемых сервисных работ: - штаммовая и таксономическая идентификация микроорганизмов с использованием молекулярно- генетических методов; - штаммовая и таксономическая идентификация микроорганизмов с использованием молекулярно- генетических методов; - анализ промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - анализ промышленно-ценных свойств микроорганизмов; - секвенирование ДНК и синтез олигонуклеотидов; - секвенирование ДНК и синтез олигонуклеотидов; - подготовка и предоставление пользователям стандартных образцов коллекционных микроорганизмов; - подготовка и предоставление пользователям стандартных образцов коллекционных микроорганизмов; - стандартизация промышленно-ценных микроорганизмов и культур клеток, включая национальное и международное патентное депонирование в целях защиты прав интеллектуальной собственности. - стандартизация промышленно-ценных микроорганизмов и культур клеток, включая национальное и международное патентное депонирование в целях защиты прав интеллектуальной собственности.

7 Результаты сервисных работ ЦКП в 2009 г. ЦКП развивает сотрудничество с более 1500 исследовательских, промышленных, контрольных и учебных организаций. ЦКП развивает сотрудничество с более 1500 исследовательских, промышленных, контрольных и учебных организаций. За год ЦКП выполнено более 600 запросов от сторонних организаций на выполнение сервисных работ по изучению промышенно-ценных свойств микроорганизмов и их молекулярно-генетической идентификации, предоставлено более 1800 образцов коллекционных микроорганизмов, осуществлено патентное депонирование более 150 штаммов (более 90% потребностей в патентном депонировании в РФ). За год ЦКП выполнено более 600 запросов от сторонних организаций на выполнение сервисных работ по изучению промышенно-ценных свойств микроорганизмов и их молекулярно-генетической идентификации, предоставлено более 1800 образцов коллекционных микроорганизмов, осуществлено патентное депонирование более 150 штаммов (более 90% потребностей в патентном депонировании в РФ). Выполнено более количественных аналитических измерений концентраций продуктов микробного синтеза для обеспечения более 40 исследовательских проектов. Выполнено более количественных аналитических измерений концентраций продуктов микробного синтеза для обеспечения более 40 исследовательских проектов. ЦКП активно сотрудничает с исследовательскими и промышленными организациями стран ЕврАзЭС и стран дальнего зарубежья. ЦКП активно сотрудничает с исследовательскими и промышленными организациями стран ЕврАзЭС и стран дальнего зарубежья.

8 Методологии исследований и парк научного оборудования Важной задачей ЦКП является формирование современной методологической и приборной базы, включая: Важной задачей ЦКП является формирование современной методологической и приборной базы, включая: - жидкостную и газовую хроматографию, в т.ч. масс-спектрометрическое детектирование; - жидкостную и газовую хроматографию, в т.ч. масс-спектрометрическое детектирование; - секвенирование ДНК и синтез олигонуклеотидов для ПЦР реакций, в т.ч. с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии и препаративного электрофореза в полиакриламидном геле; - секвенирование ДНК и синтез олигонуклеотидов для ПЦР реакций, в т.ч. с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии и препаративного электрофореза в полиакриламидном геле; - спектрометрию, в т.ч. для определения концентраций РНК, ДНК и белков в микрообъемах; - спектрометрию, в т.ч. для определения концентраций РНК, ДНК и белков в микрообъемах; - широкий спектр микробиологических, молекулярно-генетических и генно- инженерных работ для промышленно-ценных микроорганизмов; - широкий спектр микробиологических, молекулярно-генетических и генно- инженерных работ для промышленно-ценных микроорганизмов; - лиофилизацию и криоконсервацию образцов микроорганизмов; - лиофилизацию и криоконсервацию образцов микроорганизмов; - лабораторную ферментацию для оценки продуктивности промышленных микроорганизмов. - лабораторную ферментацию для оценки продуктивности промышленных микроорганизмов. ЦКП стремится к стандартизации методов, используемых для выполнения сервисных работ, обеспечению воспроизводимости и достоверности результатов проводимых аналитических измерений. ЦКП стремится к стандартизации методов, используемых для выполнения сервисных работ, обеспечению воспроизводимости и достоверности результатов проводимых аналитических измерений.

9 Повышение квалификации специалистов и учеба на базе ЦКП Обладая уникальным опытом работ с разнообразными микробными генетическими ресурсами и их использованием для развития промышленной биотехнологии, современной методологической и приборной базой, ЦКП активно участвует в подготовке молодых специалистов, повышении квалификации сотрудников исследовательских и прикладных биотехнологических организаций РФ и стран ЕврАзЭС. ЦКП активно участвует в подготовке молодых специалистов, повышении квалификации сотрудников исследовательских и прикладных биотехнологических организаций РФ и стран ЕврАзЭС. Ведется постоянная работа по дальнейшему повышению квалификации сотрудников ЦКП, освоению новых эффективных методов исследований, современного оборудования, генно-инженерной методологии для конструирования промышленных штаммов микроорганизмов на основе широкого использования микробных генетических ресурсов. Ведется постоянная работа по дальнейшему повышению квалификации сотрудников ЦКП, освоению новых эффективных методов исследований, современного оборудования, генно-инженерной методологии для конструирования промышленных штаммов микроорганизмов на основе широкого использования микробных генетических ресурсов. На базе ЦКП проводятся семинары, консультации, практикумы для сотрудников организаций РФ и стран ЕврАзЭС. Студентами и аспирантами выполняются дипломные и диссертационные работы, связанные с изучением микробных биоресурсов для создания на их основе промышленных микробных продуцентов с использованием современной методологии молекулярной генетики, генетической и метаболической инженерии, аналитической химии. В гг. на базе ЦКП работало 15 студентов и аспирантов. На базе ЦКП проводятся семинары, консультации, практикумы для сотрудников организаций РФ и стран ЕврАзЭС. Студентами и аспирантами выполняются дипломные и диссертационные работы, связанные с изучением микробных биоресурсов для создания на их основе промышленных микробных продуцентов с использованием современной методологии молекулярной генетики, генетической и метаболической инженерии, аналитической химии. В гг. на базе ЦКП работало 15 студентов и аспирантов.

10 В ЦКП ФГУП ГосНИИгенетика разработан ряд методик качественного и количественного определения соединений различных классов с использова- нием современных инструментальных методов. Ниже приведены краткие описания используемого оборудования, методов и анализируемые соединений. Колоночная жидкостная хроматография высокого давления Waters Alliance Конфигурации : 1. Сепарационный модуль 2696 Дифференциальный рефрактометрический детектор 2414 Спектрофотометрический детектор на диодной матрице Сепарационный модуль 2696 Флуориметрический детектор 2475 Спектрофотометрический детектор на диодной матрице 2996 Качественный и количественный анализ следующих аналитов в культуральных жидкостях (и др.): - моно- и дисахариды, сахароспирты - водорастворимые витамины (С, В1, В2, В6, РР, В12, пантотенат кальция, биотин и др.) - жирорастворимые витамины (А, Е, D3, К) - каратиноиды (астаксантин, β-каротин, ликопин и др.) - органические кислоты

11 Жидкостная хроматография в тонком слое. Спектроденситометр CAMAG Scanner 3 Возможность работы в режиме отражения (УФ и флуоресценция) и пропускания (УФ и флуоресценция). Качественный и количественный анализ: - Антибиотики (фосфомицин, флавоми-цин, линкомицин, триметаприм, гентамицин, цефалоспорины и др.) - Аминокислоты

12 Газовая хроматография. Газовый хроматограф Shimadzu GC 17A c автосэмплером AOC 20i Конфигурация: Классический сплит/сплитлесс испаритель под капиллярные колонки Термостат Пламенно-ионизационный детектор Автосэмплер АОС 20i. Дозирование жидких проб

13 Газовый хроматограф Shimadzu GC 2010 с автосэмплером AOC 5000 Конфигурация: Классический сплит/сплитлесс испаритель под капиллярные колонки Термостат Пламенно-ионизационный детектор Автосэмплер AOC Дозирование жидких проб. Дозирование равновесного пара (Статический парофазный газохроматографический анализ). Твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ) Применение газовой хроматографии. Количественный и качественный анализ следующих аналитов в различных объектах: - Органические растворители (ацетон, этанол, н- бутанол и др.) - Летучие органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная кислоты и др.) - Гликоли (этиленгликоль и др.)

14 Хромато-масс-спектрометрическое оборудование ГХ-МС Agilent Technologies GC MSD с автосэмплером 7683B Применение. Данное хромато-масс-спектрометрическое оборудование представляет широкие возможности для качественного анализа (получение дополнительной информации и идентификация неизвестных соединений). Например, качественный и количественный анализ следующих аналитов в различных объектах: - Гликоли - Органические кислоты - Органические амины Конфигурация: Классический сплит/сплитлесс испаритель под капиллярные колонки Термостат Масс-селективный детектор (масс- анализатор – квадруполь) с возможностью реализации ионизации электронным ударом и химической ионизации Оснащен турбомолекулярным насосом (250 л/с) Автосэмплер Дозирование жидких проб

15 ВЭЖХ-МС/МС Waters Alliance Quattro micro API Конфигурация: Сепарационный модуль 2696 Спектрофотометрический детектор на диодной матрице 2996 Тандемный масс-спектрометр Quattro micro API (масс-анализатор QqQ) с возможностью реализации электрораспылительной ионизации и химической ионизации при атмосферном давлении Применение. Данное хромато-масс-спектрометрическое оборудование позволяет решать широкий круг аналитических задач, представляя широкие возможности для качественного анализа (получение дополнительной информации и идентификация неизвестных соединений). Например, качественный и количественный анализ следующих аналитов в различных объектах: Белки (соматотропин, интерфероны ) - Нуклеотиды - Пептиды - Флавоноиды

16 Капиллярный электрофорез. CE Agilent Technologies Применение: Качественный и количественный анализ следующих аналитов в различных объектах: - Антибиотики - Рекомбинантные белки - Водорастворимые витамины - Органические кислоты

17 Определения нуклеотидных последовательностей и длин фрагментов ДНК. Система CEQ 8000 (Beckman Coulter). Применение: Секвенирование ДНК Определение гетерозигот Анализ мутаций Определение аллелей Подсчет полиморфизмов одиночных нуклеодидов (SNP) Анализ микросателлитной нестабильности Анализ длины амплифициро-ванных фрагментов (AFLP) Анализ экспрессии генов

18 Синтез олигонуклеотидов. Автоматические синтезаторы ДНК ASM-800 (ООО «БИОССЕТ», Россия). Прибор позволяет вести экономичный синтез природных и вырожденных ДНК, РНК, ДНК- РНК комплексов, фосфоротиоатных ДНК и ДНК с различными модификаторами (6- FAM, TET, HEX, биотин, Cy 3, Cy 5, и т. д.). Восемь различных олигонуклеотидов могут быть одновременно синтезированы за 3.5 часа. Возможен синтез олигонуклеотидов с длиной до 250 мономеров c масштабом синтеза от 40 до 400 nmol.

19 ЦКП оснащен современным роботизированным оборудованием для масштабных скрининговых исследований Робот, перекалывающий колонии микроорганизмов с чашек Петри в 96/384 луночные планшеты со скоростью 3 т./час. Пипетирующая станция и планшетный ридер Tican

20 Оборудование для работы с микроорганизмами и подготовки коллекционных образцов Лиофильные установки Лиофильные установки Анаэробная станция Анаэробная станция

21 Контактная информация Интернет сайт: www. genetika.ru Интернет сайт: www. genetika.ru Почтовый Адрес: Москва, , 1-ый Дорожный проезд,1 Почтовый Адрес: Москва, , 1-ый Дорожный проезд,1 Руководитель ЦКП: Д.б.н., проф. А.С.Яненко. Зам. директора ФГУП «ГосНИИгенетика» Руководитель ЦКП: Д.б.н., проф. А.С.Яненко. Зам. директора ФГУП «ГосНИИгенетика» тел тел эл.почта: эл.почта: Зам. Руководителя ЦКП: Д.б.н., проф. С.П..Синеокий. Директор Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. Зам. Руководителя ЦКП: Д.б.н., проф. С.П..Синеокий. Директор Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. тел тел эл.почта: эл.почта: Секретарь ЦКП Секретарь ЦКП Старший научный сотрудник, к.т.н. Старший научный сотрудник, к.т.н. Носова Александра Владимировна Носова Александра Владимировна тел Факс: тел Факс: эл.почта: эл.почта: