RU2752609C1

RU2752609C1 - ШТАММ ЦИАНОБАКТЕРИИ Synechococcus sp. ПРОДУЦЕНТ МИКОСПОРИН-ПОДОБНЫХ АМИНОКИСЛОТ

Info

Publication number: RU2752609C1
Application number: RU2021112724A
Authority: RU
Inventors: Елена Сергеевна Лобакова; Ольга Андреевна Горелова; Павел Николаевич Щербаков; Александр Андреевич Лукьянов; Алексей Евгеньевич Соловченко
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2021-07-29

Abstract

Изобретение относится к штамму цианобактерии Synechococcus sp., являющемуся продуцентом микоспорин-подобных аминокислот. Штамм цианобактерии Synechococcus sp. NAMSU-0051 депонирован в Коллекции культур микроводорослей Института физиологии растений им К.А. Тимирязева РАН (IPPAS) под регистрационным номером IPPAS В-2053. Штамм характеризуется высокой способностью к накоплению микоспорин-подобных аминокислот и обладает высокой продуктивностью по микоспорин-подобным аминокислотам и по накоплению биомассы. Накопление микоспорин-подобных аминокислот составляет 3,7–3,9 мас.%, продуктивность по микоспорин-подобным аминокислотам составляет 155–160 мг/л за 14 суток культивирования, накопление биомассы 4,0-4,1 г/л. 1 табл., 5 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к фотобиотехнологии, а именно к новому штамму цианобактерии Synechococcus sp. NAMSU-0051, предназначенному для получения микоспорин-подобных аминокислот.

Уровень техники

Одним из наиболее перспективных и безопасных для окружающей среды источников биомассы - возобновляемого сырья для производства линейки биопродуктов - являются микроводоросли и цианобактерии (фотосинтезирующие микроорганизмы). Эти микроорганизмы являются богатейшими природными источниками биоантиоксидантов и витаминов, безопасных пищевых красителей и незаменимых омега-3 и омега-6 жирных кислот, а также микоспорин-подобных аминокислот.

Микоспорин-подобные аминокислоты (Mycosporine-like amino acids, МАА) - это природные водорастворимые азотистые соединения, которые поглощают свет в диапазоне УФ-А/УФ-В (280-400 нм), являются вторичными метаболитами и обнаруживаются в морских и пресноводных организмах, обитающих при высокой интенсивности солнечного света (Sinha R.P., Singh S.P., Häder D.P. Database on mycosporines and mycosporine-like amino acids (MAAs) in fungi, cyanobacteria, macroalgae, phytoplankton and animals. Journal of Photochemistry and Photobiology. B: Biology, 2007. 89: p. 29-35) от тропических широт до полярных регионов развили способность синтезировать и накапливать МАА (Chrapusta Е. Mycosporine-like amino acids: potential health and beauty ingredients. Marine drugs, 2017. 10: p. 326.; Wada N., Sakamoto Т., Matsugo S. Mycosporine-like amino acids and their derivatives as natural antioxidants. Antioxidants, 2015. 4: p. 603-646; Rastogi R.P., Sinha R.P. Photoprotective compounds from marine organisms. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 2010. 37: p. 537-558). В частности, способность к синтезу МАА обнаружена у морских гетеротрофных бактерий, цианобактерий, микро- и макроводорослей, грибов, лишайников и у некоторых морских многоклеточных организмов (таких как губки, кораллы, морские звезды, морские ежи и рыбы) (Kicklighter С.Е., Kamio М., Nguyen L., Germann M.W., Derby CD. Mycosporine-like amino acids are multifunctional molecules in sea hares and their marine community. PNAS, 2011. 108: p. 11494-11499).

В последнее время МАА привлекли большое внимание в качестве высокоактивных фотозащитных ингредиентов для косметики (Bedoux G., Hardouin K., Burlot A.S., Bourgougnon N. Bioactive components from seaweeds: Cosmetic applications and future development. Advances in Botanical Research, 2014. 71: p. 345-378), средств для защиты от фотостарения кожи (De la Coba F., Aguilera J., de Galvez M.V., Alvarez M., Gallego E., Figueroa F.L., Herrera E. Prevention of the ultraviolet effects on clinical and histopathological changes, as well as the heat shock protein-70 expression in mouse skin by topical application of algal UV-absorbing compounds. Journal of Dermatological Science, 2009. 55: p. 161-169), a также в качестве противораковых агентов из-за их антипролиферативной активности в отношении опухолевых клеток (Athukorala Y., Trang S., Kwok С, Yuan Y.V. Antiproliferative and antioxidant activities and mycosporine-like amino acid profiles of wild-harvested and cultivated edible Canadian marine red macroalgae. Molecules, 2016. 21: p.119) и агентов для заживления ран (Kim S., You D.H., Han Т., Choi E.M. Modulation of viability and apoptosis of UVB-exposed human keratinocyte HaCaT cells by aqueous methanol extract of laver (Porphyra yezoensis). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2015. 141: p. 301-307). Будучи эффективными фотозащитными соединениями, МАА часто применяются как УФ-фильтры в косметических средствах. Такие ингредиенты особенно интересны для средств из категории натуральной косметики, в которых МАА действуют и как антиоксиданты, предотвращая образование активных форм кислорода и обрывая цепные реакции перекисного окисления органических молекул.

Биосинтез МАА регулируется, в частности, спектральным составом и интенсивностью излучения. Синий свет в спектре фотосинтетически активного излучения (ФАР) и УФ-А увеличивают интенсивность биосинтеза МАА (Taira Н., Aoki S., Yamanoha В., Taguchi S. Daily variation in cellular content of UV-absorbing compounds mycosporine-like amino acids in the marine dinoflagellate Scrippsiella sweeneyae. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2004. 75: p. 145-155). Излучение в диапазоне УФ-А - наиболее эффективный индуктор синтеза таких МАА, как синорин (SH) и порфира (PI) (Kräbs G., Bischof К., Hanelt D., Karsten U., Wiencke C. Wavelength-dependent induction of UV-absorbing mycosporine-like amino acids in the red alga Chondrus crispus under natural solar radiation. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2002. 268: p. 69-82), УФ-В усиливает накопление МАА в цианобактериях (Sinha R.P., Ambasht N.K., Sinha J.P., Klisch M., Häder D.P. UV-B-induced synthesis of mycosporine-like amino acids in three strains of Nodularia (cyanobacteria). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2003. 71: p. 51-58).

Физико-химические свойства МАА (сильное поглощение солнечного излучения в УФ-А и УФ-В областях спектра, устойчивость к фотодеструкции) характеризуют МАА как эффективные фотозащитные соединения (Richa R., Kumari S. Biotechnological potential of mycosporine-like amino acids and phycobiliproteins of cyanobacterial origin. Journal of Biotechnology and Bioengineering, 2011. 1: p. 159-171). Отдельные виды цианобактерий (Nostoc commune) активно экскретируют МАА и накапливают их вне клетки (Ehling-Schulz М., Bilger W., Scherer S. UV-B-induced synthesis of photoprotective pigments and extracellular polysaccharides in the terrestrial cyanobacterium Nostoc commune. Journal of Bacteriology, 1997. 179: p. 1940-1945).

В настоящее время биозащитные составы на основе МАА получают, в большинстве случаев, из морских макрофитных водорослей, например Porphyra unbilicalis, содержащих такие МАА, как порфира-334 и шинорин. Очищенные МАА в настоящее время не продаются, но экстракты красной водоросли Porphyra unbilicalis имеются в продаже и используются в косметических продуктах. Эти экстракты содержат порфиру-334 и шинорин с коэффициентами поглощения 42300 и 44700 при 334 нм. Концентрация МАА в этих экстрактах довольно низкая - до 1% от общей сухой массы (Hartmann A., Murauer A., Ganzera М. Quantitative analysis of mycosporine-like amino acids in marine algae by capillary electrophoresis with diode-array detection. J. Pharm. Biomed. Anal., 2017. 138: p. 153-157). Известно, что некоторые виды цианобактерий, продуцирующие МАА, можно искусственно культивировать для биотехнологического производства этих соединений.

Известен штамм-продуцент цианобактерии Nostoc commune, накапливающий МАА до уровня 80-100 мг/л, для чего необходима предварительная обработка клеток цианобактерии УФ излучением (CN 104887615 А). Для этого клетки, культивируемые на логарифмической фазе в 90-миллиметровых культуральных чашках, помещают вертикально под ультрафиолетовую лампу при 5 Вт/м², время УФ-облучения составляет 48 ч, и после этого клетки используются в качестве инокулята.

В последнее время появилось достаточно большое количество работ, посвященных генно-модифицированным организмам, трансформация которых приводит к увеличению продуктивности клеток по МАА. В большинстве работ это гетеротрофные микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и актиномицеты, трансформированные цианобактериальными генами. Так, известны генно-модифицированные штаммы гетеротрофных микроорганизмов, таких как Е. coli, микроорганизмы из рода Corynebacterium и дрожжи S. cerevisiae, в которых генно-инженерным способом ингибирован фермент 3-дегидрохиннатдегидратаза, а также описан способ получения микоспорин-подобной аминокислоты с использованием таких микроорганизмов (US 2020283810 A1).

Кроме этого, известен штамм цианобактерии Cyanobacterium sp., трансформированный генами, кодирующими первые этапы биосинтеза МАА (MysA, MysB и MysC, а также генными кассетами, объединяющими эти гены) для достижения эффекта «биосинтетического конвейера», усиливающего биосинтез МАА (WO 2020231426 A1).

Известны модифицированные цианобактериальные клетки Cyanobacterium sp., трансформированные плазмидами, содержащими кассеты генов, кодирующих ферменты биосинтеза широкого спектра МАА, демонстрирующие более высокую степень накопления этих соединений по сравнению с исходным немодифицированным штаммом (WO 2019094447).

Однако генно-модифицированные микроорганизмы требуют для культивирования сред, содержащих органические вещества, и строгого соблюдения асептических условий культивирования (в случае гетеротрофных микроорганизмов, трансформированных цианобактериальными генами). Кроме того, законом запрещен выпуск генно-модифицированных микроорганизмов в окружающую среду, в связи с чем их культивирование возможно только в дорогостоящих закрытых системах (фотобиореакторах). Эти обстоятельства делают культивирование генно-модифицированных продуцентов МАА затратным, непрактичным, а в больших объемах (больше нескольких м³) - технически невозможным из-за необходимости соблюдения стерильности. Напротив, немодифицированные (нативные) продуценты МАА могут культивироваться на дешевой минеральной среде в открытых прудах, что значительно удешевляет их производство.

Наиболее близким аналогом является штамм микроводорослей Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Born. & Flah. Var. flos aquae из озера Кламат, используемый для получения экстракта, в котором сконцентрированы активные компоненты водорослей, а именно: а) специфичный комплекс фикобилипротеина, уникальный для водорослей AFA, который содержит фикобилисомы с фикоцианином С, фикоэритроцианом и специфичным хромофором фиковиолабилином; b) AFA-специфичный фитохром; с) МАА (микоспоринподобные аминокислоты), хлорофилл и каротиноиды (RU 2442564 C2). В данном изобретении заявлено, что целые водоросли AFA содержат высокий постоянный уровень МАА (0,76% веса сухой биомассы), близкий к максимальной концентрации, встречающейся под воздействием УФ (0,84% веса сухой биомассы), при этом концентрация МАА в экстракте микроводорослей составляет 1,7-2,1%. К недостаткам штамма можно отнести невысокое содержание МАА в биомассе микроводорослей (0,76% с.в.).

Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в преодолении недостатков, присущих аналогам, раскрытым при описании уровня техники, за счет получения штамма микроводоросли или цианобактерии с высоким уровнем накопления микоспорин-подобных аминокислот при сохранении высокой продуктивности культуры.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение штамма цианобактерии с высоким уровнем накопления микоспорин-подобных аминокислот (не менее 3,5% суммы микоспорин-подобных аминокислот от веса сухой биомассы) при сохранении высокой продуктивности культуры (не менее 150 мг/л культуры).

Технический результат достигается штаммом цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051, выделенным Лобаковой Е.С. из биоматериала, собранного в протоке Ругозерской губы Кандалакшского залива Белого моря, и депонированного в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Российской Академии Наук Институте Физиологии Растений им. К.А. Тимирязева (IPPAS) с присвоенным идентификатором IPPAS В-2053, идентифицированного и охарактеризованного авторами заявки. В результате полученный штамм характеризуется высокой способностью к накоплению микоспорин-подобных аминокислот (3,7-3,9 масс. %), при этом культура обладает высокой продуктивностью по микоспорин-подобным аминокислотам (155-160 мг/л культуры за 14 суток культивирования).

Таким образом впервые был получен новый штамм цианобактерии, способный к высокому уровню накопления микоспорин-подобных аминокислот, обеспечивающий высокую продуктивность при выращивании, обладающий этой способностью при культивировании с освещением белым светом и досвечиванием УФ-излучением.

Для культивирования штамма используют минеральную среду, содержащую нитратный азот и фосфат, а также необходимые для роста микроэлементы, такую как среда BG-11 (Stanier, R., et al. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chroococcales). Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1971. 35(2): p. 171-205). Инокулят вносят в среду до конечной концентрации хлорофилла 10-15 мкг/мл, культивирование проводят в фотобиореакторе при постоянном освещении с интенсивностью 50 мкмоль квантов ФАР⋅м^-2⋅с при досвечивании УФ А-излучением (2.5 мкмоль квантов УФ-А⋅м^-2⋅с) с помощью светодиодных ламп, при температуре 24-26°С и барботировании среды газо-воздушной смесью с содержанием СО₂ 1,5-2% со скоростью 0,8-1,2 л/мин. Значение рН среды в начале культивирования - 7,0-7,5 в конце культивирования - 7,5-8,0.

Для достижения технического результата изобретения культуру цианобактерии Synechococcus sp. штамм NAMSU-0051 выращивают на среде культивирования BG-11 с целью достижения коммерчески значимого выхода целевого продукта (микоспорин-подобных аминокислот). После этого отделяют биомассу от среды центрифугированием.

В результате получают в сутки 4,0-4,1 г⋅л^-1 биомассы (по сухому весу) и 155-160 мг микоспорин-подобных аминокислот в сутки с 1 л культуры, биомасса содержит 3,7-3,9 масс. % микоспорин-подобных аминокислот после 14 дней культивирования.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен продольный срез клетки одноклеточной цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051 из культуры ранней (8 сут) стационарной фазы роста. Н - нуклеоид, Т - тилакоид, Фс - фикобилисома.

На Фиг. 2 показано спектральное распределение энергии эмиссии источников света, использованных для освещения культур в ходе скрининга. Обозначения: БС-СС+УФ - холодный видимый свет + УФ; БС+УФ - белый видимый свет + УФ; БС+СС - холодный видимый свет.

На Фиг. 3 представлена ВЭЖХ-хроматограмма водно-метанольной фазы экстракта клеток исходной культуры цианобактерии Sunechococcus sp. штамм NAMSU-0051 до начала культивирования при досвечивании УФ-излучением (детекция на длине волны 330 нм). (По оси X представлено время удерживания аналита, по оси Y - амплитуда сигнала в единицах оптической плотности).

На Фиг. 4 представлена ВЭЖХ-хроматограмма водно-метанольной фазы экстрактов клеток культуры цианобактерии Sunechococcus sp. штамм NAMSU-0051 после 14 сток культивирования при досвечивании УФ излучением. Rt 0.2-2 мин = элюция микоспорин-подобных аминокислот. По оси X представлено время удерживания аналита, по оси Y - амплитуда сигнала в единицах оптической плотности.

На Фиг. 5 показаны филогенетические взаимоотношения штамма цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051 и близких штаммов, основанные на частичной последовательности гена rbcL.

Осуществление изобретения

Штамм цианобактерии - Sunechococcus sp. NAMSU-0051 выделен из образцов гидроидного полипа, отобранных в протоке Ругозерской губы Кандалакшского залива Белого моря, республика Карелия, в районе поселка Приморский Беломорской биологической станции имени Н.А. Перцова (66°34'N, 33°08'Е). Отселектирован в результате скрининга по толерантности к УФ-облучению и способности к биосинтезу микоспорин-подобных аминокислот.

Способ выделения - из накопительной культуры, полученной путем инокуляции среды BG-11 отобранными клетками с последующим рассевом по твердой среде BG-11.

Морфологические признаки.

Sunechococcus sp. NAMSU-0051 - одноклеточная цианобактерия грамм-отрицательного типа, клетки ограниченны цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой с наружной мембраной, не имеют слизистых чехлов. Деление происходит перетяжкой поперечно в одной плоскости. Бинарное деление приводит к образованию двух дочерних клеток как одинаковой, так и разной длины. Форма клеток - палочки, длина 1,5-2,0 мкм, диаметр 0,6-0,8 мкм. Рельеф поверхности клеток складчатый. В протопласте находятся по 2-3 периферически расположенных тилакоида, в центре нуклеотид, карбоксисомы. Резервные полимеры представлены гранулами поли-β-гидроксибутирата, цианофициновые гранулы отсутствуют. Размер фикобилисом у Sunechococcus sp. NAMSU-0051 равен 28×42 нм. в условиях доступного фиксированного азота. Тилакоиды располагаются по периферии клетки, параллельно друг другу и клеточной стенке. Расстояние между тилакоидами стабильно, в пределах 28-40 нм, что свидетельствует о равномерном распределении фикобилисом (Фиг. 1).

Физиологические свойства штамма.

Оптимальные условия культивирования:

Для культивирования используют жидкую питательную среду BG-11 (Stanier, R. et al. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chroococcales). Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1971. 35(2): p. 171-205), готовится из стоковых растворов; все компоненты можно автоклавировать.

Среда BG-11 следующего состава:

K₂HPO₄ - 0,04 г/л, NaNO₃ - 0,3 г/л, MgSO₄⋅7Н₂О - 0,075 г/л,

CaCl₂⋅2Н₂О - 0,036 г/л, лимонная кислота - 0,006 г/л,

FeSO₄⋅7H₂O - 0,006 г/л, Na₂CO₃ - 0,2 г/л, ЭДТА - 0,001 г/л,

раствор FeSO₄⋅7H₂O (7,45 г/л) + ЭДТА (5,57 г/л) - 1 мл/л,

раствор микроэлементов (Н₃ВО₃ - 2,86 г/л, MnCl₂⋅4H₂O - 1,86 г/л, ZnSO₄⋅7H₂O - 0,22 г/л, CuSO₄⋅5H₂O - 0,08 г/л, Na₂MoO₄⋅7H₂O - 0,39 г/л, Со(NO₃)₂⋅6H₂O - 0,05 г/л) - 1 мл/л,

рН в начале культивирования - 7,0-7,5

рН в конце культивирования 7,5-8,0

содержание СО₂ в ГВС - 2-5%, скорость барботирования 0,8-1,2 л/мин,

температура 24-26°С,

освещение круглосуточное, освещенность 55 моль квантов ФАР /м²/сек,

тип ламп: светодиодные, 4700 К ФАР (холодный видимый свет) + УФ-А (Фиг. 2).

Продуктивность в оптимальных условиях культивирования:

по накоплению биомассы (сухой вес, мг/мл в сутки): 4,0-4,2;

выход полезного продукта: сумма микоспорин-подобных аминокислот оценивается в 3,7-3,9% сухого веса, продуктивность по микоспорин-подобным аминокислотам составляет 155-160 мг/л культуры за 14 суток культивирования.

Биотехнологическая характеристика штамма.

Штамм цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051, депонированный в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (IPPAS) с присвоенным идентификатором IPPAS В-2053, продуцент микоспорин-подобных аминокислот в количестве 3,7-3,9% сухого веса, при продуктивности по микоспорин-подобным аминокислотам 155-156 мг/л культуры за 14 суток культивирования.

Условия культивирования, обеспечивающие максимальный уровень (выход) полезного свойства (продукта): 159,9 мг/л при непрерывном досвечивании УФ-А излучением (5 мкмоль квантов/м²/с); 41,8 мг/л без досвечивания УФ-А.

Генотипирование.

Выделение ДНК.

Для выделения ДНК отбирали 5-10 мг биомассы культуры микроводоросли. Выделение ДНК проводили методом фенол-хлороформной экстракции. Перед выделением проводили трехкратное замораживание образцов при -4°C с последующим оттаиванием. Это необходимо для разрушения прочных клеточных стенок водорослей. Образцы инкубировали в течение часа в 300 мкл ТЕ буфера (10 mM Tris-Cl (рН 7.5), 1 mM EDTA), содержащего 10 мг/мл лизоцима при 37°С. Затем добавляли 2% додецилсульфата натрия и инкубировали в течение часа при 40°С и интенсивном перемешивании. Далее добавляли 1 М NaCl и оставляли на ночь на льду для высаливания белков. После чего проводили процедуру фенол-хлороформной экстракции. Чистоту образцов ДНК оценивали методом электрофореза в 1,5% агарозном геле. Полученные образцы ДНК хранят в ТЕ-буфере при - 4°С.

Определен фрагмент ДНК размером 624 пар нуклеотидов (п.н.) (SEQ ID №1), содержащий фрагмент гена rbcL, кодирующего большую субъединицу фермента рибулезобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы. Сравнение полученной нуклеотидной последовательности с общей коллекцией последовательностей ДНК в GenBank показало, что Sunechococcus sp. NAMSU-0051 не имеет полного сходства ни с одним ранее исследованным организмом.

Филогенетический анализ.

Филогенетические взаимоотношения штамма NAMSU-0051 и близких штаммов оценивали по сходству частичной последовательности гена rbcL. Представленное филогенетическое дерево получено методом NJ (Фиг. 5). Филогенетический анализ проведен с использованием сервиса NCBI BLAST. В результате проведенного филогенетического анализа установлена родовая принадлежность исследуемого изолята. Изолят идентифицирован как Sunechococcus sp. и получил идентификатор NAMSU-0051; после депонирования в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (IPPAS) ему присвоен идентификатор IPPAS В-2053.

Хроматографический анализ МПА

Анализ микоспорин-подобных аминокислот (МПА) осуществляли методом ВЭЖХ. ВЭЖХ-УФ проводили на приборе Nexera Х2 (Shimadzu, Япония), оснащенном поточным дегазатором DGU-20A3R, двумя блоками насосов LC-30AD, автосамплером SIL-30AC, термостатом колонок СТО-20А, спектрофотометрическим детектором SPD-20A и контроллером СВМ-20А.

Пробы в объеме 5 мкл наносили на колонку Nucleosil 100-3С18 (15 см×4,6 мм, 3 мкм, Supelco, США). Скорость потока подвижной фазы 1 мл/мин, температура колонки 35°С. Детектирование по поглощению: для хлороформных экстрактов - при 445 нм и 655 нм; для водно-метанольных экстрактов - при 330 нм и 280 нм. В качестве компонентов подвижной фазы использовали: ацетонитрил:деионизированная вода (получена на установке Water Pro Plus, Labconco, США) в отношении 9:1 (по объему) (растворитель А) и этилацетат (растворитель Б). Элюирование осуществляли в градиентном режиме. Состав подвижной фазы менялся следующим образом (растворитель Б, % по объему): 0-6 мин - 8%, 6-16 мин - 8→95%, 16-17 мин - 95→100%, 17-18,5 мин - 100%, 18,5-19 мин - 100→8%, 19-23 мин - 8%.

Обработку хроматограмм (Фиг. 3 и Фиг. 4) осуществляли с помощью программы LabSolutions (Shimadzu, Япония).

Следующие материалы иллюстрируют достижение технического результата.

Таблица 1 Продуктивность культуры цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051, выращенной при различных условиях освещения
Вариант	Досвечивание УФ-А	Содержание биомассы, г/л	Содержание МАА в биомассе, % с.в.	Продуктвиность МАА, мг/л
Холодный видимый свет + УФ	Да	4,1	3,9	159,9
Видимый свет + УФ	Да	4,0	3,7	155,0
Холодный видимый свет	Нет	3,8	1,1	41,8

Штамм цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051 демонстрирует высокую способность к накоплению микоспорин-подобных аминокислот, что не встречается у известных аналогов. Накопление в биомассе штамма цианобактерии NAMSU-0051 микоспорин-подобных аминокислот составляет 3,7-3,9% от сухого веса, что в 2 раза превосходит аналогичный показатель у известного прототипа. Штамм Sunechococcus sp. NAMSU-0051 сохраняет высокую продуктивность (4,0-4,1 г⋅л^-1 сухой биомассы и 155-160 мг/л культуры микоспорин-подобных аминокислот за 14 суток культивирования), что превышает уровень известных фототрофных аналогов в 1,5 раза.

Штамм цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051 успешно прошел предварительное тестирование и этап пробного культивирования в экспериментальных и полупромышленных фотобиореакторах объемом до 50 л. Таким образом, можно считать степень готовности штамма к масштабированию культуры для промышленного применения высокой.

В результате получен штамм цианобактерии Sunechococcus sp. NAMSU-0051, депонированный в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (IPPAS) с присвоенным идентификатором IPPAS В-2053, который обладает высоким уровнем накопления микоспорин-подобных аминокислот и сохраняющий высокую продуктивность при выращивании по сравнению с известными аналогами.

--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

<110> Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования "Московский государственный университет

имени М.В.Ломоносова" (МГУ)

<120> ШТАММ ЦИАНОБАКТЕРИИ Synechococcus sp. ПРОДУЦЕНТ МИКОСПОРИН-ПОДОБНЫХ

АМИНОКИСЛОТ

<160> SEQ ID NО:1

<210> 1

<211> 624

<212> геномная ДНК

<213> Synechococcus sp.

<223> фрагмент гена rbcL, кодирующего Rubisco

<400> 1

1 ACTACGGCCG TGTGGTCTAT GAGTGCCTGC GBGGTGGTCT GGACTTCACC

51 AAGGACGACG AGAACATCAA CTCSCAGCCC TTCCAGCGTT GGCAGAACCG

101 CTTCGAATTC GTTGCGGAAG CCATCAAGHT GTCBGAGCAA GAGACCGGCG

151 AGCGCAAGGG TCACTACCTC AACGTTACCG CGAACACTCC CGAGGAGATG

201 TACGAGCGCG CTGAGTTCGC CAAGGAACTC GGCATGCCGA TCATCATGCA

251 CGACTTCATC ACCGGTGGCT TCACCGCCAA CACCGGCCTG TCGAAGTGGT

301 GCCGTAAGAA CGGCATGTTG CTGCACATCC ACCGCGCCAT GCACGCGGTT

351 ATCGACCGTC ATCCCAAGCA CGGCATCCAC TTCCGCGTTC TCGCCAAGTG

401 TCTGCGTCTG TCCGGTGGTG ACCAGCTCCA CACCGGCACC GTGGTCGGAA

451 AGCTGGAAGG TGATCGTCAG ACCACCCTCG GCTATATCGA CCAGCTGCGC

501 GAATCCTTCG TGCCCGAAGA CCGCAGCCGC GGCAACTTCT TCGATCAGGA

551 CTGGGGTTCC ATGCCTGGCG TGTTCGCCGT TGCTTCHGGC GGTATTCACG

601 TCTGGCACAT GCCAGCGCTG GTGG

<---

Claims

Штамм цианобактерии Sinechococcus sp. NAMSU-0051, депонированный в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (IPPAS) с присвоенным идентификатором IPPAS В-2053, продуцент микоспорин-подобных аминокислот.