Parallel bioreactor system

平行生物反应器系统

基本信息

  • 批准号:
    491062903
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2020-12-31 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The parallel cultivation of microorganisms under reproducible and controllable conditions is an essential component for the characterization of microorganisms. In my working group we deal with the optimization of processes and strains for the production of biobased materials and chemicals. The focus is mainly on bio-based and biodegradable polysaccharides, for which we use in vivo engineering. By this approach, we create many different strain variants, which we examine for their product formation under reproducible and controllable conditions. Due to the modified chemical structures of the new exopolysaccharide variants, there are also strong differences in productivity. Due to the highly energy- and thus oxygen-dependent biosynthesis of the polysaccharides, many of these variants can only be produced under optimal conditions in bioreactors. In the following, we characterize the basic structure-functional relationships of these new polysaccharide variants, and thus derive approaches for new functionalities. In further steps, the strain-specific optimization of the biosynthesis pathways is carried out in order to increase productivity. The portfolio of strains used includes Gram-negative and Gram-positive bacteria, but also filamentous fungi and microalgae. For microalgae, cultivation in photobioreactors under reproducible conditions is essential, with the possibility of targeted illumination with different wavelengths, in order to analyze the influence of light intensity and wavelength on growth and product formation. In addition to research on microbial polysaccharides, we are recently working on the development of strains which utilize C1 compounds, which can be produced from e.g. synthesis gas. For this purpose, we use e.g. Bacillus methanolicus, which was previously considered to be very difficult to genetic accessibility. Based on molecular biology tools (CRISPR-Cas) developed by us, however, efficient processing now seems to be successfully feasible. For the cultivation of B. methanolicus stable temperatures of 50 °C are necessary, without evaporation from the cultivation vessels, which massively disturbs the accounting of the products and material flows.The requested parallel bioreactor system meets all these requirements and offers with a gas mixing station, exhaust gas analysis, stable temperature control and the possibility of using light rods a device that can serve all necessary parallel cultivation experiments in our working group.
在可复制和可控的条件下平行培养微生物是表征微生物的重要组成部分。在我的工作组中,我们处理生物基材料和化学品生产的工艺和菌株的优化。重点是生物基和可生物降解的多糖,我们在体内工程中使用。通过这种方法,我们创建了许多不同的菌株变体,我们检查了它们在可复制和可控条件下的产物形成。由于新的胞外多糖变体的化学结构的改变,在产量上也有很大的差异。由于多糖的生物合成高度依赖能量和氧,因此许多这些变体只能在生物反应器的最佳条件下生产。在下面,我们描述了这些新的多糖变体的基本结构-功能关系,从而得出了新的功能的方法。在进一步的步骤中,对生物合成途径进行了菌株特异性优化,以提高生产率。所使用的菌株组合包括革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌,但也包括丝状真菌和微藻。对于微藻来说,在可复制条件下的光生物反应器中培养是必不可少的,并且可以有针对性地进行不同波长的照明,以分析光强和波长对其生长和产物形成的影响。除了对微生物多糖的研究外,我们最近还致力于开发利用C1化合物的菌株,这些化合物可以从合成气中产生。为此,我们使用了如甲醇芽孢杆菌,它以前被认为是非常难以遗传接近的。然而,基于我们开发的分子生物学工具(CRISPR-Cas),高效的处理现在似乎是成功可行的。对于甲醇芽孢杆菌的培养,需要50°C的稳定温度,不能从培养容器中蒸发,否则会严重干扰产品和物料流动的计算。所要求的并行生物反应器系统满足所有这些要求,并提供一个气体混合站,废气分析,稳定的温度控制和使用光棒的可能性,一个可以服务于我们工作组所有必要的并行培养实验的设备。

项目成果

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知道了