Filamentöse Mikroorganismen sind Produzenten vieler antibiotischer Substanzen und weisen eine komplexe Morphologie auf. Die Produktivität und zelluläre Morphologie dieser Mikroorganismen kann durch verschiedene Prozessparameter wie beispielsweise pH-Wert, Medienzusammensetzung, mechanischer Stress und Inokulumskonzentration beeinflusst werden. In diesem Projekt wird der Effekt durch den Zusatz von Mikro- (5-30 µm) und Makropartikeln (200-2000 µm) auf die Morphologie und die Produktivität des filamentösen Actinomyceten Lentzea aerocolonigenes untersucht. Beim Einsatz beider Partikelarten konnte eine erhöhte Konzentration des antibiotischen Produkts Rebeccamycin beobachtet werden, was scheinbar auf unterschiedliche Phänomene zurückzuführen ist: physikochemische Oberflächeneffekte bei der Einlagerung von Mikropartikeln in Pellets und mechanische Beanspruchung bei Zugabe von Makropartikeln zum Kultivierungsansatz.
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Partikeltechnik (iPAT) sollen diese Wirkmechanismen der Auflockerung von Bioagglomeraten sowie der Myzelfragmentierung durch die Verknüpfung von Experiment (ibvt) und Simulation (iPAT) quantifiziert und verstanden werden, um sie in einem Beanspruchungsmodell prädiktierbar zu machen. In dem Zusammenhang sollen beispielsweise untersucht werden, wie sich eine Partikel- Supplementation auf die Sauerstoffverfügbarkeit im Pellet auswirkt und wie ein Scale-Up vom Schüttelkolben in den Bioreaktor erfolgen kann.
Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1934 gibt es außerdem Kooperationen mit den Instituten Prozess- und Verfahrenstechnik sowie Biotechnologie der TU Berlin und dem Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik der TU München.
Projektverantwortliche: Anna Dinius
Wir danken der DFG für die finanzielle Unterstützung im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1934 „Dispersitäts-, Struktur- und Phasenänderungen von Proteinen und biologischen Agglomeraten in biotechnologischen Prozessen“ (DiSPBiotech).
