The object of research, development or design (in Russian) : Культур микроводорослей и цианобактерий, выделенные из природных экстремальных экосистем Казахстана, а также коллекционные штаммы, хранящиеся в создаваемом биобанке фототрофных микроорганизмов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қазақстанның табиғи экстремалды экожүйелерінен бөлініп алынған микробалдырлар мен цианобактериялардың жаңа дақылдары және фототрофты микроорганизмдердің биобанкінде сақталатын коллекциялық штаммдар.

Aim of work (in Russian) : Разработка научно-технологических основ создания биобанка коллекции фототрофных микроорганизмов Казахстана и исследование их метаболических и биохимических особенностей для оценки биотехнологического потенциала в направлениях производства белковых, липидных и пигментных биопродуктов, а также биотопливных прекурсоров.

Aim of work (in Kazakh) : Қазақстанның фототрофты микроорганиздер коллекциясының биобанкін құрудың ғылыми-технологиялық негіздерін әзірлеу және олардың метаболикалық, биохимиялық ерекшеліктерін зерттеу арқылы белоктық, липидтік және пигменттік биоөнімдері мен биоотын прекурсорларын өндіру бағыттарындағы биотехнологиялық потенциалын бағалау.

Методы исследования (на русском) : Культивирование микроводорослей и цианобактерий в контролируемых лабораторных условиях; морфологический и физиолого-биохимический анализ (световая и электронная микроскопия); определение содержания белков, липидов, углеводов с помощью спектрофотометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии; газо-хроматографический анализ жирнокислотного состава; спектрофотометрический и флуоресцентный анализ пигментов; молекулярно-генетическая идентификация (амплификация и секвенирование 16S/18S рРНК генов, BLAST-анализ, построение филогенетических деревьев).

Методы исследования (на казахском) : Микробалдырлар мен цианобактерияларды бақыланатын зертханалық жағдайларда өсіру; морфологиялық және физиолого-биохимиялық талдау (жарық және электрондық микроскопия); белоктар, липидтер және көмірсулар мөлшерін спектрофотометрия және жоғары тиімді сұйықтықтық хроматография (ЖТСХ) әдістерімен анықтау; май қышқылдарының құрамын газды хроматографиялық талдау; пигменттердің спектрофотометриялық және флуоресценттік талдауы; молекулалық-генетикалық идентификациялау (16S/18S рРНҚ гендерін амплификациялау және секвенирлеу, BLAST-талдау жүргізу және филогенетикалық ағаштарды құрастыру).

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе исследования проведён скрининг новых аксеничных и коллекционных штаммов микроводорослей и цианобактерий. Определены ключевые биохимические параметры биомассы (липиды, белки, углеводы, пигменты, жирные кислоты). Выявлены штаммы с наивысшими показателями продуктивности и содержанием биологически активных соединений: Среди штаммов цианобактерий Spirulina platensis ZBK-2 (биомасса 3,56г/л; белок — 56%; липиды — 12%), Nostoc sp. ZDB-25 накапливал наибольшее количество липидов (23%), а Anabaena sp.ZD25 — 17%. Высокое содержание белков отмечено у штаммов Desertifilium sp.BKD25, (44%) и Anabaena sp.ZD25 (43%). Desertifilium sp.BKD25 (хлорофилл a — высокое содержание с потенциалом фотодинамического применения). Общее содержание жирных кислот в биомассе Spirulina platensis ZBK-2 достигло 3%. Среди них линолевая кислота (C18:2 n-6) и γ-линоленовая кислота (C18:3 n-6), являющиеся важными представителями омега-6 жирных кислот, составили соответственно 14,2% и 15,4% от их общего содержания, что подчёркивает ценность данного штамма как источника биоактивных веществ. Среди микроводорослей наилучшие показатели роста продемонстрировали Chlorella sorokiniana Z25 (2,37 г/л), Dunaliella salina ZTB25 (1,50 г/л) и Chlamydomonas reinhardtii ZACA25 (0,79 г/л) Максимальное содержание белка — 46,4% — отмечено у Chlorella sorokiniana Z25, а наибольшее содержание липидов зафиксировано у Dunaliella salina ZTB25 (17,4%) и Chlamydomonas reinhardtii ZACA25 (13,9%).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу жұмысы барысында жаңа аксеникалық және коллекциялық микробалдырлар мен цианобактерия штаммдарына скринингі жүргізілді. Биомассаның негізгі биохимиялық көрсеткіштері анықталды (липидтер, ақуыздар, көмірсулар, пигменттер, май қышқылдары). Ең жоғары өнімділік пен биоактивті қосылыстар құрамына ие штаммдар айқындалды, олардың ішінде: цианобактериялық штамдардың ішінде Spirulina platensis ZBK-2 (биомассасы 3,56 г/л; ақуыз — 56%), липидтердің ең көп мөлшері Nostoc sp. ZDB-25 (23%) және Anabaena sp.ZD25 — 17% жинақтады. Ақуыздың жоғары мөлшері Desertefilium sp.BKD25 (44%) және Anabaena sp.ZD25 (43%) штамдарында байқалды. Desertefilium sp.BKD25 (хлорофилл а 11,3%— фотодинамикалық қолдану мүмкіндігі бар жоғары мөлшері). Spirulina platensis ZBK-2 биомассасындағы жалпы май қышқылдарының мөлшері 3%-ды құрады. Олардың ішінде линол қышқылы (C18:2 n-6) мен γ-линолен қышқылы (C18:3 n-6) — омега-6 май қышқылдарының маңызды түрлері — жалпы май қышқылдарының сәйкесінше 14,2% және 15,4%-ын құрап, бұл штамның биологиялық белсенді заттардың құнды көзі екенін көрсетті. Микробалдырлардың ішінде ең жақсы өсу қарқынын Chlorella sorokiniana Z25 (2,37 г/л), Dunaliella salina ZTB25 (1,50 г/л) және Chlamydomonas reinhardtii ZACA25 (0,79 г/л) көрсетті. Ақуыздың ең жоғары мөлшері 46,4% Chlorella sorokiniana Z25-те байқалды, ал липидтердің ең жоғары мөлшері, Dunaliella salina ZTB25 (17,4%) және Chlamydomonas reinhardtii ZACA25 (13,9%)-да тіркелді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В результате проведённых исследований в 2025 году было изучено 25 культур микроводорослей и цианобактерий, включая 10 новых изолятов, выделенных из природных и экстремальных экосистем Казахстана. Наиболее продуктивные штаммы демонстрировали выход биомассы в диапазоне 2,5–3,5 г/л, при этом содержание белков достигало 40–56%, липидов — 12–17%, а углеводов — 26–37% от сухой массы. Общее содержание жирных кислот в биомассе Spirulina platensis ZBK-2 достигло 3%. Среди них линолевая кислота (C18:2 n-6) и γ-линоленовая кислота (C18:3 n-6), являющиеся важными представителями омега-6 жирных кислот, составили соответственно 14,2% и 15,4% от их общего содержания, что подчёркивает ценность данного штамма как источника биоактивных веществ. На основании полученных данных стартовало сформирование биобанка, включающего стандартизированные образцы культур, паспортизированные штаммы и разработанные протоколы их хранения и поддержания жизнеспособности, что создаёт основу для дальнейшего масштабирования и внедрения технологий в прикладные биотехнологические процессы.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 2025 жылы жүргізілген зерттеулер нәтижелерінде Қазақстанның табиғи экстремалды экожүйелерінен бөлініп алынған 25 микробалдыр мен цианобактерия дақылдары зерттелді, оның ішінде 10 жаңа изолят анықталды. Ең өнімді штаммдардың биомасса шығымы 3,5–4,5 г/л аралығында болды, ақуыз мөлшері 40–56%, липидтер 12–23%, көмірсулар 26–37% құрады. Spirulina platensis ZBK-2 биомассасындағы жалпы май қышқылдарының мөлшері 3%-ды құрады. Олардың ішінде линол қышқылы (C18:2 n-6) мен γ-линолен қышқылы (C18:3 n-6) — омега-6 май қышқылдарының маңызды түрлері — жалпы май қышқылдарының сәйкесінше 14,2% және 15,4%-ын құрап, бұл штамның биологиялық белсенді заттардың құнды көзі екенін көрсетті. Алынған нәтижелер негізінде стандартталған дақылдар үлгілерін, паспортизацияланған штамдарды және олардың тіршілігін сақтауға арналған сақтау протоколдарын қамтитын биобанк құру жұмысы бастау алды. Бұл база биотехнологиялық процестерді әрі қарай масштабтау мен тәжірибелік енгізудің негізін қалайды.

Level of implementation (in Russian) : Научные результаты находятся на стадии лабораторной апробации. Подготовлены образцы для последующего масштабирования и разработки протоколов культивирования в фотобиореакторах. В результате идентификации отобранных, в ходе скрининга, предварительно обозначенные как Spirulina platensis ZBK-2 , Nostoc.sp.ZDB-25 и Anabaena sp.ZD25 были внесены в базу данных NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore) и получили регистрационного номера PV883099, SUB15430395 и SUB15444657 соответственно.

Level of implementation (in Kazakh) : Ғылыми нәтижелер зертханалық апробация кезеңінде. Фотобиореакторларда өсіру протоколдарын әзірлеу және масштабтау үшін биомасса үлгілері дайындалды. Скрининг кезінде таңдалған штамдар Spirulina platensis ZBK-2, Nostoc.sp.ZDB-25 және Anabaena sp.ZD25 деген атпен белгіленіп анықтау нәтижесінде, олар NCBI дерекқорына (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore) енгізіліп, тиісінше PV883099, SUB15430395 және SUB15444657 тіркеу нөмірлері алынды.

Efficiency (in Russian) : Разработанные методики позволили выявить высокопродуктивные штаммы для биотехнологических целей, что способствует созданию базы данных и биобанка перспективных фототрофных микроорганизмов Казахстана.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген әдістер биотехнологиялық мақсаттарға арналған жоғары өнімді штаммдарды анықтауға мүмкіндік берді, бұл Қазақстанның перспективалы фототрофты микроорганизмдер бойынша биобанк пен дерекқорын қалыптастыруға ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Полученные штаммы цианобактерии и микроводорослей и их биомассы могут использоваться в пищевой и фармацевтической промышленности, нутрицевтике, косметологии, а также в производстве биотоплива.

Field of application (in Kazakh) : Полученные штаммы цианобактерии и микроводорослей и их биомассы могут использоваться в пищевой и фармацевтической промышленности, нутрицевтике, косметологии, а также в производстве биотоплива.