Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: БИФ
Направление НПИ: 4. Космическая биология и биотехнология
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Исследование воздействия факторов космического полёта на технологические и биомедицинские характеристики бифидобактерий
Цель эксперимента:

Выявление особенностей метаболизма и морфологии разных фенотипов одного штамма бифидобактерий, вызванных условиями микрогравитации для получения пробиотиков с улучшенными биомедицинскими показателями и повышения эффективности производства.

Описание эксперимента:

Для оптимизации крупномасштабного производства пробиотиков, в частности бифидосодержащих препаратов, актуальным является выделение из гетерогенной популяции клеток штамма клонов, наиболее соответствующих требованиям биотехнологического производства и медицинской практики.

Сравнительный анализ морфофизиологической диссоциации бифидобактерий в условиях Земли и микрогравитации, при наличии адекватных методик, позволит выявить особенности метаболизма и морфологии разных фенотипов одного штамма, что откроет новые возможности повышения эффективности производства бифидосодержащих пробиотиков с улучшенными биомедицинскими характеристиками.

Задачи в обеспечение выполнения данной цели:

- создание коллекции клонов штамма Bifidobacterium bifidum l с наследуемыми отклонениями морфофизиологических свойств;

- проведение генетического анализа в мутантных клонах;

- определение жизнеспособности, антагонистической активности, активности кислотообразования, адгезивной активности, устойчивости к антибиотикам, кислороду воздуха, к кислой среде и определение параметров культивирования в наземных условиях;

- отбор возможных кандидатов в производственные штаммы бифидобактерий, обладающих улучшенными биотехнологическими и биомедицинскими свойствами по сравнению с исходным и другими производственными штаммами;

- представление схемы экспериментов по анализу свойств штамма В. bifidum l и его измен?нных форм в условиях микрогравитации и обработка данных.

Новизна эксперимента:

Актуальность эксперимента заключается в его научной новизне – космический эксперимент по исследованию влияния микрогравитации на бифидобактерии проводится впервые.

Научная аппаратура:

Пеналы «Биоэкология»:

масса 2*0,30 кг;

габариты 233*70*56 мм;

энергопотребление не требуется;

Для реализации эксперимента на борту находится оборудование – термостат ТБУ:

масса 15,00 кг;

габариты 535*310*280 мм;

энергопотребление 30 Вт.

Ожидаемые результаты:

Получение новых штаммов бифидобактерий и внедрение их в производство.

Полученные результаты:

В период экспедиций МКС-21, МКС-23, МКС-24 выполнено 3 сеанса эксперимента.

В 2009 году проведён один эксперимент по культивированию при пониженной температуре на борту космического корабля в течение 3 суток штамма бифидобактерий B. bifidum 1 с последующим пребыванием на борту в течение недели.

В 2010 году было проведено два сеанса эксперимента с бифидобактериями. Схема первого эксперимента включала культивирование при 30 °C в течение трёх суток биоматериала на плотных питательных средах с последующим пребыванием на борту при 4 °C в течение 1 месяца. Схема второго эксперимента включала культивирование при 30 °C в течение трёх суток биоматериала в жидкой питательной среде с последующим пребыванием на борту при 4 °C в течение двух недель.

В период с 27 апреля по 16 мая 2011 года на борту МКС-27 находился пенал «Биоэкология» № 7-1(А07) с 8-ю различными культурами бифидобактерий, полученными из производственного штамма Bifidobacterium bifidum 1.

Схема эксперимента включала культивирование при 37 °C в течение четырёх суток биоматериала на жидкой питательной среде с последующим пребыванием на борту при 4 °C до окончания эксперимента.

Анализ культур после возвращения на Землю проводился параллельно с наземными контрольными сериями, которые готовились аналогично лётным сериям и всё время хранились в холодильнике при 4 °C без дополнительного культивирования при 37 °C.

Согласно циклограмме, схема эксперимента включала культивирование при 37 °C в течение 3,5 суток биоматериала на плотных питательных средах с последующим пребыванием на борту при температуре +4? 6 °C до 1 месяца.

После окончания МКС-21, МКС-23, МКС-24 были выпущены:

- «Экспресс-отчет по КЭ «БИФ» в период МКС-21», инв.№ 2260,

- «Экспресс-отчет по КЭ «БИФ» в период МКС-23», инв.№ 2278,

- «Экспресс-отчет по КЭ «БИФ» в период МКС-24», инв.№ 2293. После окончания МКС-27 был выпущен «Экспресс-отчет по КЭ «БИФ» в период МКС-27», инв.№ 2321, в котором выданы рекомендации о продолжении эксперимента в ходе последующих экспедиций, а также выданы предложения о возможности расширения целей и задач космического эксперимента, включив в них получение нескольких генераций культур, при пересевах в новую порцию питательной среды непосредственно на борту МКС. Научные результаты:

- на борту космического корабля в термостате «Криогем» происходит наращивание биомассы культивируемых микроорганизмов, степень которого различна у разных культур в зависимости от их природы;

- анализ морфологических и культуральных свойств микроорганизмов, участвующих в космическом полёте, по сравнению с культивируемыми в лабораторных условиях, показал обратимость наблюдаемых изменений в отношении прироста биомассы и сохранения жизнеспособности (как в сторону увеличения, так и в сторону снижения), что свидетельствует о том, что, эти изменения носят физиологический характер и при культивировании штаммов в лабораторных условиях показатели восстанавливаются;

- показана возможность дальнейших космических исследований с возможным расширением цели и задач работы, включая проведение культивирования пробиотических микроорганизмов на борту космического корабля с целью непосредственного получения пробиотических препаратов или продуктов на борту МКС;

Сроки проведения:
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ОАО «Биопрепарат»
Организации участники: ФГУП СПб НИИ Вакцин и сывороток (г. Санкт-Петербург), НПП «БиоТехСис» (г. Москва), РКК «Энергия» им. С.П. Королева (г. Королев), РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина (г. Звездный).
Научный руководитель: Москвичёв Б.В., ОАО «Биопрепарат», д.м.н.
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 14.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения