В России мало представлены культуры клеток и органов растений в коммерческом использовании, однако, в мире эти технологии используются очень широко, как в косметике и питании, так и в фармпрепаратах.
«Сегодня в России микроводоросли начинают более активно использовать для прикладных целей, – сообщил Давид Габриелян, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией биотехнологии микроводорослей Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН, участник грантов РНФ. – Вы можете встретить на маркетплейсах и в супермаркетах различные продукты с добавлением биомассы микроводорослей или ее компонентов. Это всевозможные напитки на основе суспензий микроводорослей, различные ореховые и фруктовые пасты, пастила, мороженое и кондитерские изделия с добавлением в качестве натуральных красителей микроводорослей для повышения содержания белка, липидов и незаменимых аминокислот. В сельском хозяйстве довольно популярно использование живых клеток микроводорослей для прикорма молоди и мальков рыб в рыбных хозяйствах, сухой и жидкой биомассы для добавления в прикорм птиц и крупнорогатого скота. Такая добавка повышает иммунную функцию животных, что особенно важно при плотном их размещении на фермах и хозяйствах. В ближайшие годы мы ожидаем быстрого роста числа продуктов на основе микроводорослей благодаря развитию национального проекта “Биоэкономика”».
В основе разработки ученых – ранее неизвестные промышленности или мало изученные штаммы микроводорослей, культуры клеток и отдельных органов растений из собственных баз и коллекций. Эти клетки выращиваются в стерильных условиях в сосудах и в биореакторах, где ученые задают нужные параметры их жизни: температуру, питательную среду, освещение и другие. Новые биотехнологические подходы, предложенные в ИФР РАН, позволяют накапливать в клетках культуры рекордные количества ценных веществ и легко масштабировать производство даже тех растений, которых нет в России.
«Наш биотехнологический комплекс в ИФР РАН – единственный в России, который позволяет проводить весь цикл работ – от получения культур до отработки технологии их выращивания в промышленных биореакторах под ключ для внедрения на производственных мощностях. Это отдельная очень сложная работа, так как растительные клетки достаточно капризны, и смена системы культивирования всегда требует дополнительной проверки, насколько хорошо сохраняются все полезные свойства», – поделилась Мария Титова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, руководитель работ опытного биотехнологического комплекса ИФР РАН, участник грантов РНФ.
Объекты культур клеток и тканей высших растений взяты из ботанического сада и их коллекций семян и живых растений. Эти растения произрастают на Дальнем Востоке, а также в других странах – Индия, Китай, Вьетнам и Индонезия. Среди видов – женьшень японский, диоскорея дельтовидная, маакия амурская, арабидопсис и другие. Представленные штаммы микроводорослей получены из естественной среды обитания и депонированы в коллекцию ИФР РАН: хлорелла из Архангельской области, а также другие, более редкие – с лишайника кладонии из Московская области и других мест.
Сегодня ученые сотрудничают с рядом коммерческих партнеров, которые занимаются производством БАД на основе биомассы, к примеру, представленного на стенде полисциаса.
«Мы в начале пути по реализации продуктов на основе биомассы микроводорослей, сотрудничаем с компаниями в сфере косметологии и пищевых добавок, рассматриваем возможности использования наших штаммов для создания экологически чистых и натуральных добавок для уходовой косметики и функционального питания», – заключает Давид Габриелян.
ИФР РАН располагает пятью коллекциями с уникальными объектами, ценными для биотехнологии. На территории организации действует опытный биотехнологический комплекс для производства биомассы растительных клеток и органов (адвентивных корней) при глубинном способе культивирования. Сегодня активно ведутся работы по созданию еще одного научно-производственного комплекса в стенах Института для отработки условий непрерывного производства особенно значимых штаммов микроводорослей, запуск которого запланирован на 2027 год.
Исследования проходят под руководством Дмитрия Лося, члена-корреспондента РАН, доктора биологических наук, директора ИФР РАН и Александра Носова, доктора биологических наук, профессора, заведующего кафедрой физиологии растений Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, заведующего отделом биологии клетки и биотехнологии ИФР РАН.
