Разработка микробных и белковых препаратов, технологий культивирования промышленных продуцентов

Руководитель направления:	Батлуцкая Ирина Витальевна
Ведущие ученые в данной области:	Батлуцкая И.В., Соляникова И.П., Бояршин К.С., Нестерук Л.В.
Код ГРНТИ:	62.99

Образовательное структурное подразделение: кафедра биотехнологии и микробиологии.

Структурное подразделение: Международная научно-исследовательская лаборатория прикладной биотехнологии.

Состав (с указанием руководителя) – Батлуцкая Ирина Витальевна - руководитель, Соляникова Инна Петровна, Бояршин Константин Сергеевич, Нестерук Любовь Викторовна.

Актуальность научного направления.

Актуальность отражена в необходимости и перспективности достижения поставленных целей научного направления. С целью трансфера технологий создания рекомбинантных микроорганизмов – продуцентов сигнальных белков и ферментов необходимо создание линейки микробных продуцентов промышленных ферментов и фармсубстанций для их запуска в производств.

Разработка и внедрение технологий высокопроизводительного молекулярного анализа сложных микробных сообществ позволит запустить услуги по детальному анализу микрофлоры почв для крупных сельхозпроизводителей и производить инновационные биоудобрения, разработанные с опорой на данные по структуре и динамике почвенных микробных сообществ.

С целью расширения сферы применения пробиотических микроорганизмов необходимо производство технологичных пробиотических биодобавок, устойчивых к высоким температурам при приготовлении пищи.

Также все более актуальным и перспективным становится направление оказание услуг по биотестированию и биомониторингу проб с промышленных территорий, продуктов и отходов, для чего необходимо разработка и развитие технологий биотестирования и биомониторинга экологического состояния территорий, токсической и мутагенной безопасности продуктов и отходов.

Для производство биологических средств ускоренной ферментации отходов и средств защиты растений перспективными являются микологические подходы к переработке отходов и защите растений.

Направления исследования.

1. Трансфер технологий создания рекомбинантных микроорганизмов – продуцентов сигнальных белков и ферментов;

2. Разработка и внедрение технологий высокопроизводительного молекулярного анализа сложных микробных сообществ;

3. Расширение сферы применения пробиотических микроорганизмов;

4. Передовые технологии биотестирования и биомониторинга экологического состояния территорий, токсической и мутагенной безопасности продуктов и отходов;

5. Микологические подходы к переработке отходов и защите растений.

Основные публикации (за последние 5 лет):

1. Boyarshin K.S., Adamova V.V., Wentao Z., Obuhova O.Y., Kolkova M.V., Nesterenko V.A., Bespalova O.S., Kluyeva V.V., Degtyareva K.A., Kurkina Y.N., Makanina O.A., Batlutskaya I.V. The Effect of Long-Term Agricultural Use on the Bacterial Microbiota of Chernozems of the Forest-Steppe Zone // Diversity, 2023. - Vol.15. - Is.2. - at.#191

2. Emelyanova E.V., Ramanaiah S.V., Prisyazhnaya N.V., Shumkova E.S., Plotnikova E.G., Wu Y., Solyanikova I.P. The Contribution of Actinobacteria to the Degradation of Chlorinated Compounds: Variations in the Activity of Key Degradation Enzymes // Microorganisms, 2023. - Vol.11. - Is.1. - at.#141

3. Frantsuzova E., Solomentsev V., Vetrova A., Travkin V., Solyanikova I., Delegan Y. The complete genome of Gordonia polyisoprenivorans 135, a promising degrader of aromatic compounds // MRA 2023, 12(4): e00058-23

4. Esikova T.Z., Akatova E.V., Solyanikova I.P. Epsilon-Caprolactam- and Nylon Oligomer-Degrading Bacterium Brevibacterium epidermidis BS3: Characterization and Potential Use in Bioremediation // Epsilon-Caprolactam- and Nylon Oligomer-Degrading Bacterium Brevibacterium epidermidis BS3: Characterization and Potential Use in Bioremediation

5. Esikova T.Z., Anokhina T.O., Suzina N.E., Shushkova T.V., Wu Y., Solyanikova I.P. Characterization of a New Pseudomonas Putida Strain Ch2, a Degrader of Toxic Anthropogenic Compounds Epsilon-Caprolactam and Glyphosate // Microorganisms, 2023. - Vol.11. - Is.3. - at.#650

6. Kurkina Yu.N., Batlutskaya I.V., Ngo ThiDiem Kieu, Boyarshin K.S., Juiafari S.K. Drought and mycoses as a limiting biopotential of vegetable beans (Phaseolus vulgaris L.) // 3 CL-OILSEEDS AND FATS CROPS AND LIPIDS

7. Kurkina Y.N., Kieu N.T.D., Juiafari S.K., Sсherbacova A.Y., Boyarshin K.S. Improvement of Resistance of Forage Beans to Pathogens by Compositing Them with SiO2 and Chitosan Nanoparticles // 3 Journal of Nanostructures, 2022. - Vol.12. - Is.2. - pp.279.0-286.0

8. Lyakhovchenko N.S., Travkin V.M., Senchenkov V.Y., Solyanikova I.P. Bacterial Violacein: Properties, Biosynthesis and Application Prospects // Applied Biochemistry and Microbiology, 2022. - Vol.58. - Is.6. - pp.692.0-700.0

9. Delegan Y., Petrikov K., Frantsuzova E., Rudenko N., Solomentsev V., Suzina N., Travkin V., Solyanikova I.P. Complete Genome Analysis of Rhodococcus opacus S8 Capable of Degrading Alkanes and Producing Biosurfactant Reveals Its Genetic Adaptation for Crude Oil Decomposition // Microorganisms, 2022. - Vol.10. - Is.6. - at.#1172

10. Delegan, Y., Petrikov, K., Frantsuzova, E., Bogun, A., Travkin, V., Solyanikova, I. Complete Genome Sequence of Rhodococcus qingshengii VT6, a Promising Degrader of Persistent Pollutants and Putative Biosurfactant-Producing Strain // Microbiology Resource Announcements, 2022. - Vol.11. - Is.2.0. - at.#e01179-21

11. Suzina, N.E., Sorokin, V.V., Polivtseva, V.N., Klyueva, V.V., Emelyanova, E.V., Solyanikova, I.P. From Rest to Growth: Life Collisions of Gordonia polyisoprenivorans 135 // Microorganisms, 2022. - Vol.10. - Is.2.0. - at.#465

12. Iminova, L., Delegan, Y., Frantsuzova, E., Bogun, A., Zvonarev, A., Suzina, N., Anbumani, S., Solyanikova, I. Physiological and biochemical characterization and genome analysis of Rhodococcus qingshengii strain 7B capable of crude oil degradation and plant stimulation // Biotechnology Reports, 2022. - Vol.35. - at.#e00741

13. Altukhova, O.B., Radzinsky, V.E., Sirotina, S.S., Churnosov, M.I., Efremova, O.A., Batlutskaya, I.V., Orlova, V.S. INTERLEUKIN GENE POLYMORPHISM AND RISK OF UTERINE FIBROIDS // Akusherstvo i Ginekologiya (Russian Federation), 2022. - Vol.2022. - Is.7. - pp.81.0-87.0

14. Tretiakov, Mikhail Yu; Tokhtar, Valeriy K.; Ivleva, Anna E.; Kurkina, Julia N.; Batlutskaya, Irina, V; Lyashenko, Igor, V OPTIMIZING THE DRY PLANT SAMPLE PREPARATION METHOD FOR EFFICIENT DNA EXTRACTION IN SYRINGA VULGARIS // INTERNATIONAL JOURNAL OF ECOSYSTEMS AND ECOLOGY SCIENCE-IJEES, 2022. - Vol.12.0. - Is.1.0. - at.#0.0. - pp.201.0-206.0

15. Ponomarenko, I.V., Batlutskaya, I.V., Orlova, V.S., Efremova, O.A., Churnosov, M.I. The Polymorphism rs7579411 of the LHCGR Gene Is Associated with the Development of Endometrial Hyperplasia // Russian Journal of Genetics, 2022. - Vol.58. - Is.9. - pp.1129.0-1134.0

16. Altukhova O.B., Radzinsky V.E., Polyakova I.S., Sirotina S.S., Batlutskaya I.V., Orlova V.S., Efremova O.A., Churnosov M.I. THE ROLE OF CHEMOKINE GENES IN THE DEVELOPMENT OF ADENOMYOSIS WITH CONCURRENT ENDOMETRIAL HYPERPLASTIC PROCESSES // Akusherstvo i Ginekologiya (Russian Federation), 2022. - Vol.2022. - Is.8. - pp.76.0-84.0

17. Kalinina, M.I., Ponomarenko, I.V., Efremova, O.A., Batlutskaya, I.V., Churnosov, M.I. The role of gene-gene and gene-environmental interactions of polymorphic matrix metalloproteinases loci in the formation of the risk of stroke in men with hypertension // Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova, 2022. - Vol.122. - Is.8 Vyp 2. - pp.41.0-47.0

18. Pavlova N.V., Orlova V.S., Batlutskaya I.V., Efremova O.A., Ponomarenko I.V. The role of highly penetrant mutations in BRCA1 and CHEK2 genes in the pattern of associations of matrix metalloproteinase gene polymorphisms with breast // Research Results in Biomedicine, 2022. - Vol.8. - Is.2. - pp.180.0-197.0

19. К. С. Бояршин a, *, Е. С. Селивёрстов a, Чжэн Веньтхао b, Цзиень Лиу b, О. С. Беспалова a, В. В. Клюева a, К. А. Дегтярёва a, О. А. Маканина a, Ю. Н. Куркина a, Цзяфэн Юй b, И. В. Батлуцкая Антагонистические взаимодействия пресноводного штамма бактерии Stenotrophomonas maltophilia с возбудителем цветения воды Anabaena flosaquae // Биология внутренних вод

20. Golovchenko O.V., Abramova M.Y., Orlova V.S., Batlutskaya I.V., Sorokina I.N. CLINICAL AND GENETIC CHARACTERISTICS OF PREECLAMPSIA // Archives of Razi Institute, 2022. - Vol.77. - Is.1. - pp.275-281.0

21. Solyanikova I.P., Travkin V.M. Complete Genome Analysis of Rhodococcus opacus S8 Capable of Degrading Alkanes and Producing Biosurfactant Reveals Its Genetic Adaptation for Crude Oil Decomposition // Microorganisms, 2022. - Vol.10. - Is.6. - at.#1172

22. Solyanikova I.P., Travkin V.M. Soil bacteria as a basis for sustainable development of the environment // E3S Web of Conferences, 2021. - Vol.247. - at.# 01051

23. Esikova T.Z., Anokhina T.O., Abashina T.N., Suzina N.E., Solyanikova I.P. CHARACTERIZATION OF SOIL BACTERIA WITH POTENTIAL TO DEGRADE BENZOATE AND ANTAGONISTIC TO FUNGAL AND BACTERIAL PHYTOPATHOGENS // Microorganisms, 2021. - Vol.9. - Is.4.0.

24. Lyakhovchenko N.S., Abashina T.N., Polivtseva V.N., Senchenkov V.Y., Pribylov D.A., Chepurina A.A., Nikishin I.A., Avakova A.A., Goyanov M.A., Gubina E.D., Churikova D.A., Sirotin A.A., Suzina N.E., Solyanikova I.P. A blue-purple pigment producing bacterium isolated from the Vezelka River in the city of Belgorod. // Microorganisms 2021, 9(1), 102

25. Kurkina Y., Travkin V., Solyanikova I. Biotechnological potential of fungi and bacteria with ligninolytic activity (mini-review) // BIO Web of Conferences 2021, 30, 05005

26. Yulia Kurkina, Violetta Klueva, Irina Batluckaya, Kristina Degtyareva, Olesya Makanina. Breeding of Vicia faba L. in relation to drought resistance. // Global Sustainability Conference GSC 2021. Online, India, April 19-20, 2021. 775. 012015. doi:10.1088/1755-1315/775/1/012015

27. Travkin V.M., Solyanikova I.P. SALICYLATE OR PHTHALATE: THE MAIN INTERMEDIATES IN THE BACTERIAL DEGRADATION OF NAPHTHALENE // Processes, 2021. - Vol.9. - Is.11. - at. #1862

28. Delegan Y., Kocharovskaya Y., Solyanikova I., Iminova L., Bogun A., Sizova A., Solomentsev V., Lyakhovchenko N., Zinovieva A., Goyanov M. CHARACTERIZATION AND GENOMIC ANALYSIS OF EXIGUOBACTERIUM ALKALIPHILUM B-3531D, AN EFFICIENT CRUDE OIL DEGRADING STRAIN // Biotechnology Reports, 2021. - Vol.32. - at. #e00678

29. Kurkina Y.N., Batlutskaya I.V., Boyarshin K.S. Morphometrical signs of vicia faba l. for breading // EurAsian Journal of BioSciences. -2020. Vol.14. - Is.1. - pp.1409-1413.

Основные проекты/Грантовая активность и хоздоговора (за последние 5 лет):

Грантовая активность:

1. Грант совместный с Китаем. РФФИ № 20-54-53023 Определение генов связанных с «чувством кворума» у персноводных альгицидных бактерий и механизм их биологического действия. 2021-2022.

2. РНФ № 22-14-20024 по теме «Сравнительный анализ бактериальной микробиоты основных типов почв Белгородской области в их пахотном и целинном состояниях, с характеристикой влияния основных климатических и агротехнических факторов 2022-2024.

Хоздоговора:

1. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства ОАО «ЭФКО», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 18/23 от 10.02.2023, 135 тыс руб.

2. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства ОАО «ЭФКО», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 26/22 от 10.02.2022, 135 тыс руб.

3. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства ОАО «ЭФКО», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 13/21 от 25 января 2021, 135 тыс руб.

4. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства Алексеевского филиала открытого акционерного общества «Эфирное», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 14/21 от 25 января 2021, 135 тыс руб.

5. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства ОАО «ЭФКО», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 12/20от 31 января 2020, 135 тыс руб.

6. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства Алексеевского филиала открытого акционерного общества «Эфирное», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 13/20 от 31 января 2020, 135 тыс руб.

7. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территории расположения производства Свердловского филиала открытого акционерного общества «Эфирное»», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 15/20 от 31 января 2020, 110 тыс руб.

8. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства ОАО «ЭФКО», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 12/19 от 31 января 2019, 100 тыс руб.

9. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территориям расположениям производства Алексеевского филиала открытого акционерного общества «Эфирное», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 14/19от 31 января 2019, 100 тыс руб.

10. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территории расположения производства Московского филиала открытого акционерного общества «Эфирное»», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 14/19 от 31 января 2019, 85 тыс руб.

11. Биоиндикация экосистем, прилежащих к территории расположения производства Свердловского филиала открытого акционерного общества «Эфирное»», И.В. Батлуцкая, заведующая кафедрой, д.б.н., доцент, Хоздоговор, 15/19 от 31 января 2019, 85 тыс руб.

Научные результаты (за последние 5 лет):

1. В сотрудничестве с компанией «Биоспарк» (Москва) выполняется сборка серии генетических конструкций, спроектированных сотрудниками лаборатории. Конструкции позволят оценить возможность получения хорошо растворимого интерферона-бета человека с использованием оригинальных решений, выдвинутых в лаборатории.

Также отработана ПЦР-амплификация различных генов, создающая возможность их использования при сборке генетических конструкций – гена кератиназы С сенной палочки и гена интерферона-альфа человека.

2. Получены первые метагеномные данные по микрофлоре пахотных почв Белгородской области.

Ранее были разработаны методики анализа микрофлоры почв и биогазовых установок при помощи полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР РВ). Проходит лабораторные испытания биоминеральное удобрение для овощной рассады, соответствующее стандартам органического земледелия.

3. Проходит лабораторные испытания пробиотическая приправная смесь к горячим блюдам, характеризующаяся высокой выживаемостью полезных микроорганизмов при воздействии высоких температур.

4. На постоянной основе оказываются услуги по биомониторингу экологического состояния производственных площадок ГК «Эфко».

Расширен набор применяемых тестовых организмов, включая водные (дафния, хлорелла) и сухопутные (дрозофила) виды, ведётся оптимизация применяемых методик. С применением методов биотестирования впервые экспериментально показаны антимутагенные свойства пробиотических микроорганизмов.

5. Получен набор высокоактивных природных штаммов микромицетов, эффективно разлагающих лигноцеллюлозные биомассы (например, бумагу). В лабораторных условиях достигнуто эффективное подавление возбудителя корневой гнили огурца штаммом рода Trichoderma.

Информацию предоставила И.В. Батлуцкая 21.06.2023