BioScience Blog – Научный Биологический блог

Отсутствие в нашей стране естественного растительного сырья для производства лекарственных препаратов влечет за собой необходимость получения и выращивания культур клеток высших растений – продуцентов ценных вторичных метаболитов. Одним из широко применяемых в неврологии препаратов является стефаглабрина сульфат – соль изохинолинового алкалоида стефарина, источником которого служит субтропическое растение стефания гладкая (Stephania glabra (Roxb) Miers). Стефания гладкая была введена в клеточную суспензионную культуру еще в 80-е годы прошлого столетия; однако разнообразие полученных штаммов данной культуры, обладающих различными ростовыми характеристиками и уровнем синтеза стефарина, требует их тщательного изучения с целью понимания влияния факторов роста на биосинтез вторичных метаболитов, повышения уровня их синтеза, а также масштабирования процесса культивирования. Целью представленной работы является сравнительная характеристика двух штаммов культур стефании гладкой (261 и 113) на двух вариантах сред (с нормальным и сниженным в 20 раз содержанием 2,4-D) при выращивании в колбах и лабораторном биореакторе по параметрам роста и уровню накопления стефарина. Химический анализ сухой биомассы обоих штаммов проводили экспресс-методом с использованием ТСХ и денситометрического обсчета данных. В результате проведенного культивирования в колбах было определено, что наилучшие результаты по накоплению биомассы и алкалоида стефарина наблюдались при использовании стандартной среды для 113 штамма и среды с пониженным содержанием 2,4-D для 261 штамма. Для 113 и 261 штаммов такой показатель, как удельная скорость роста, составил, соответственно, 0,21 и 0,15 сут.-1, индекс роста – 12,68 и 5,88, время удвоения 3,32 и 4,74 сут. и экономический коэффициент – 0,38 и 0,25. Уровень накопления стефарина в 261 штамме достигал 1 мг/г сухой массы суспензии, что превышает показатель для 113 штамма. На основе представленных данных был сделан вывод о перспективности масштабирования процесса выращивания 261 штамма на среде с пониженным содержанием 2,4-D, поэтому было проведено культивирование 261 штамма в 20л биореакторе. Рост культуры в биореакторе характеризовался незначительным снижением жизнеспособности и уровня накопления биомассы, однако уровень синтеза стефарина достигал 1,78 мг/г сухой массы.