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Projekt
MiMiCry - Die Natur als Vorbild nehmen: Kontinuierliche Produktion von Antibiotika in der synthetischen Mischkultur
Antragsteller
Dr. Steffen Lindner-Mehlich; Professor Dr.-Ing. Ralf Takors
Fachliche Zuordnung
Bioverfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427751089
MiMiCry+ baut auf der erfolgreichen Etablierung einer zwei-direktionalen, gegenseitig abhängigen, robusten Escherichia coli Mischkultur der ersten Förderphase auf, die dort konstruiert und umfänglich unter definierten Bioreaktor Bedingungen getestet wurde. MiMiCry+ führt den bestehenden Ansatz der Anthranilat-abhängigen L-Tryptophan-Produktion aus Glukose auf eine nächste Reifestufe, durch die Integration von Genen für die Produktion von Violacein (VIO), eines violetten Farbstoffs mit antimikrobieller, antiviraler, antitumor und antiparasitären Eigenschaften. MiMiCry+ verwendet neue Ansätze zur Stammkonstruktion wie beispielsweise die MAGE unterstützte Stammevolution, die äquilibrierte chromosomale Expression von Zielgenen insbesondere der Biosynthese und die Integration eines PTS unabhängigen Glucose-Aufnahmesystems für die Feinabstimmung der Mischkultureigenschaften, die deren optimale Nutzung in Bioreaktoren ermöglicht. Diesbezügliche Forschungen umfassen ebenfalls die Wiedereinbringung von Adhärenz in E. coli, um die Produzentenzellen in den nachfolgenden Bioprozessen optimal einsetzen zu können. Unterschiedliche Prozessstrategien und Bioreaktoraufbauten werden untersucht. Jeder Ansatz zielt darauf ab, beste Kultivierungs- und Bioreaktorbedingungen einzustellen, um der hohen Herausforderung optimalen Wachstums bei 37°C und der Produktbildung bei notwendigerweise geringen Temperaturen von 20-25°C gerecht zu werden. Das erfolgreiche 2-Kompartment-Bioreaktorsystem aus MiMiCry wird weiter optimiert durch Ersatz eines gerührten Bioreaktors mittels einer Blasensäule bzw. einen Gas-Lift Reaktor. Basierend auf den Erfolgversprechenden Ergebnissen aus MiMiCry geht MiMiCry+ einen weiteren Entwicklungsschritt durch den Test eines einzelnen Kompartments mit einem Produktbildenden Biofilm, welcher durch wachsende E. coli Zellen mit Anthranilat versorgt wird. Alle Studien haben gemein, dass sie quantitative durch mikrobielle Modelle und Prozessmodelle analysiert und beschrieben werden, um so einen modell-gestützten scale-up zu ermöglichen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
