Einfluss scale-up bedingter Stimuli auf die Stoffwechselregulation und Heterogenität der Population von Corynebacterium glutamicum: Beispiel CO2/HCO3

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ralf Takors
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195460387

Im vorangegangenen Forschungsvorhaben konnte erfolgreich eine neue Kaskadenreaktortechnik zur Untersuchung transkriptioneller Dynamiken, aufgeprägt durch scale-up bedingte pCO2 Gradienten, entwickelt und eingesetzt werden. Als Ergebnis wurden diesbezügliche Grundmechanismen transkriptioneller Regulation sowie deren Dynamik für Corynebacterium glutamicum erstmals identifiziert und quantifiziert. Dieses Folgeprojekt knüpft inhaltlich an die publizierten Arbeiten (4 erschienen, 1 eingereicht) an, in dem einerseits die dominierende CO2/HCO3- induzierte Regulationsantwort des DtxR (diphteria toxin regulator)-Regulons und auch die ausgeprägte Aktivierung der Thiaminbiosynthese unter CO2/HCO3- Mangel untersucht wird. Andererseits verfolgt dieses Forschungsvorhaben das ehrgeizige Ziel, den möglichen Einfluss von scale-up bedingten pCO2 Gradienten auf die Ausprägung von Populationsheterogenitäten zu identifizieren und zu modellieren. Auf einer breiten experimentellen Datenbasis soll ein am IBVT erstelltes Zellzyklusmodell identifiziert und mit Populations-Bilanzmodellen (PBM) verknüpft werden. Dadurch würde erstmals die Prädiktion mikrobieller Populationsheterogenitäten in dynamischen (fed-) batch Kulturen bei Aufprägung von externem Stress möglich. Dieser Ansatz ist für die Analyse und Optimierung von Fermentationsprozessen verschiedenster Bakterien von allgemeiner, besonderer Wichtigkeit.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Bastian Blombach