The object of research, development or design (in Russian) : Новые выделенные культуры фототрофных микроорганизмов (микроводоросли и цианобактерии), обладающие потенциалом к биосинтезу природных пигментов и других биологически активных соединений.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Табиғи пигменттер мен басқа да биологиялық белсенді қосылыстарды биосинтездеу потенциалы бар фототрофты микроорганизмдердің (микробалдырлар мен цианобактериялар) жаңа бөлініп алынған дақылдары.

Aim of work (in Russian) : Комплексное изучение и повышение пигментообразующего потенциала фототрофных микроорганизмов посредством скрининга, идентификации и оптимизации условий их культивирования.

Aim of work (in Kazakh) : Фототрофты микроорганизмдердің пигмент түзу потенциалын кешенді зерттеу және арттыру, ол үшін олардың скринингі, идентификациясы және өсіру жағдайларын оңтайландыру.

Методы исследования (на русском) : В ходе реализации задач исследования применялся комплекс современных микробиологических, биохимических и молекулярно-генетических методов: Морфологическая идентификация штаммов микроводорослей и цианобактерий проводилась с использованием световой и флуоресцентной микроскопии. Молекулярно-генетическая идентификация проводилась на основе анализа консервативных локусов 16S rRNA и 18S rRNA с использованием стандартных универсальных праймеров (27F/1492R и 18SF/18SR). Амплификация ДНК осуществлялась методом ПЦР, продукты секвенирования анализировались с помощью программ BLAST и MEGA 11 для построения филогенетических деревьев и подтверждения таксономической принадлежности штаммов. Для оценки пигментного профиля определялись количественные показатели хлорофилла a и каротиноидов по спектрофотометрическим методикам с измерением оптической плотности при длинах волн 665 и 470 нм. Определение фикобилипротеинов (фикоцианина, аллофикоцианина и фикоэритрина) проводилось по методу Bennett & Bogorad (1973) с последующим расчетом концентраций по стандартным формулам. Оптимизация условий культивирования осуществлялась в лабораторных фотобиореакторах при варьировании параметров освещенности и температуры. Рост культур оценивался по оптической плотности при 750 нм и сухой биомассе. Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием программ OriginPro и GraphPad Prism с применением дисперсионного анализа (ANOVA).

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу міндеттерін іске асыру барысында заманауи микробиологиялық, биохимиялық және молекулалық-генетикалық әдістердің кешені қолданылды: Микробалдырлар мен цианобактериялар штамдарының морфологиялық идентификациясы жарық және флуоресценттік микроскопия әдістері арқылы жүргізілді. Молекулалық-генетикалық идентификация 16S rRNA және 18S rRNA консервативті локустарын талдау негізінде стандартты әмбебап праймерлер (27F/1492R және 18SF/18SR) көмегімен жүзеге асырылды. ДНҚ амплификациясы ПТР әдісімен жүргізіліп, секвенирлеу нәтижелері BLAST және MEGA 11 бағдарламалары арқылы талданып, филогенетикалық ағаштар құру және штамдардың таксономиялық тиістілігін растау үшін қолданылды. Пигменттік профильді бағалау мақсатында хлорофилл a мен каротиноидтардың сандық көрсеткіштері спектрофотометриялық әдістер арқылы, 665 және 470 нм толқын ұзындықтарында оптикалық тығыздықты өлшеу арқылы анықталды. Фикобилипротеиндер (фикоцианин, аллофикоцианин және фикоэритрин) мөлшері Bennett & Bogorad (1973) әдісі бойынша стандартты формулалар арқылы есептелді. Өсіру жағдайларын оңтайландыру зертханалық фотобиореакторларда жарықтандыру және температура параметрлерін өзгерту арқылы жүргізілді. Дақылдардың өсу қарқындылығы 750 нм толқын ұзындығындағы оптикалық тығыздық және құрғақ биомасса бойынша бағаланды. Алынған деректердің статистикалық өңдеуі OriginPro және GraphPad Prism бағдарламалары көмегімен дисперсиялық талдау (ANOVA) әдісі арқылы орындалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проведённых исследований впервые выполнен комплексный сравнительный анализ фототрофных микроорганизмов, включающий морфологическую, молекулярно-генетическую и пигментную характеристику штаммов микроводорослей и цианобактерий. Скрининг показал, что Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda обладают наибольшим потенциалом к накоплению хлорофилла a, тогда как Dunaliella tertiolecta характеризуется повышенным содержанием β-каротина при стрессовых условиях освещения. Среди цианобактерий штаммы Oscillatoria subbrevis и Arthrospira platensis продемонстрировали высокую продуктивность миксоксантофила и фикоцианина. Молекулярная идентификация по маркерам 16S rRNA и 18S rRNA подтвердила таксономическую принадлежность всех исследованных культур и их соответствие морфологическим признакам, что позволило валидировать коллекцию штаммов и зарегистрировать полученные последовательности в базе данных NCBI. Установлено, что оптимальные условия для накопления хлорофилла a соответствуют умеренной освещённости и температуре 25–30°C, тогда как усиленный синтез каротиноидов наблюдается при высокой интенсивности света и температуре 35°C.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде фототрофты микроорганизмдердің морфологиялық, молекулалық-генетикалық және пигменттік сипаттамаларын қамтитын кешенді салыстырмалы талдау алғаш рет жүргізілді. Скрининг нәтижелері бойынша Chlorella vulgaris пен Scenedesmus quadricauda штамдары хлорофилл a жинақтау қабілетімен ерекшеленсе, Dunaliella tertiolecta жарықтық стресс жағдайында β-каротиннің жоғары мөлшерін өндіретіні анықталды. Цианобактериялар арасында Oscillatoria subbrevis және Arthrospira platensis штамдары миксоксантофил және фикоцианин пигменттерін жоғары өнімділікпен синтездейтіндігі анықталды. 16S rRNA және 18S rRNA маркерлері бойынша жүргізілген молекулалық идентификация зерттелген дақылдардың таксономиялық сәйкестігін растады және морфологиялық деректермен үйлесімділігін көрсетті. Бұл нәтижелер штамдар коллекциясын толықтыруға және алынған рРНҚ тізбектерін NCBI деректер базасына тіркеуге мүмкіндік берді. Хлорофилл a жинақтаудың оңтайлы шарттары орташа жарықтандыру мен 25–30°C температура аралығында екені анықталды, ал каротиноидтардың қарқынды синтезі жоғары жарық қарқындылығы мен 35°C температура жағдайында байқалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В рамках реализации проекта 12 аксеничных штаммов микроводорослей и цианобактерий с подтверждённой морфологической и молекулярно-генетической идентификацией были добавлены в лабораторную коллекцию фототрофных микроорганизмов. Собранные валидированные последовательности 16S/18S рРНК по итогам молекулярной идентификации внесены в базу данных NCBI (GenBank). Оптимизированы условия их культивирования, обеспечивающие стабильный рост биомассы и повышенное накопление пигментов при контролируемых параметрах освещённости и температуры. Проведена оценка производительности и пигментного выхода, что позволило определить ориентировочные технико-экономические параметры процесса, включающие стабильную биомассу с высоким содержанием целевых пигментов (хлорофиллов, каротиноидов, фикобилипротеинов) при минимальных затратах питательных компонентов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоба аясында морфологиялық және молекулалық-генетикалық тұрғыдан расталған 12 аксендік микробалдырлар мен цианобактериялар штаммдары фототрофты микроорганизмдердің зертханалық коллекциясына енгізілді. Молекулалық идентификация нәтижелері бойынша алынған 16S/18S рРНҚ-ның валидацияланған тізбектері NCBI (GenBank) деректер базасына енгізілді. Өсіру жағдайлары жарықтандыру мен температура параметрлерін бақылау арқылы биомассаның тұрақты өсуін және пигменттердің көбірек жинақталуын қамтамасыз ететіндей етіп оңтайландырылды. Өнімділік пен пигмент шығымдылығына жүргізілген бағалау нәтижесінде қоректік компоненттерді барынша үнемдей отырып, мақсатты пигменттердің (хлорофиллдер, каротиноидтар, фикобилипротеиндер) жоғары мөлшері бар тұрақты биомасса алу процесінің техникалық-экономикалық көрсеткіштері анықталды.

Level of implementation (in Russian) : Полученные результаты частично внедрены в научно-исследовательскую и учебную деятельность кафедры биотехнологии факультета биологии и биотехнологии КазНУ имени аль-Фараби. Разработанные методики выделения, культивирования и идентификации фототрофных микроорганизмов используются при выполнении научных проектов, магистерских и докторских диссертаций.

Level of implementation (in Kazakh) : Алынған нәтижелер әл-Фараби атындағы ҚазҰУ биология және биотехнология факультетінің биотехнология кафедрасының ғылыми-зерттеу және оқу процесіне ішінара енгізілді. Фототрофты микроорганизмдерді бөліп алу, өсіру және идентификациялау бойынша әзірленген әдістемелер ғылыми жобаларды, магистрлік және докторлық диссертацияларды орындауда қолданылады.

Efficiency (in Russian) : Научная эффективность проекта выражается в поплнении коллекции аксеничных штаммов фоторофных микроорганизмов с подтверждённой генетической идентификацией и в формировании базы данных по их пигментному профилю. Практическая эффективность проявляется в применении полученных методик при проведении лабораторных и прикладных исследований, а также в возможности дальнейшего внедрения разработанных биотехнологических решений в производство натуральных пигментов, функциональных добавок и биопродуктов с высокой добавленной стоимостью.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның ғылыми тиімділігі фототрофты микроорганизмдердің генетикалық идентификациясы расталған аксеникалық штамдар коллекциясын толықтыру мен олардың пигменттік профилі бойынша деректер базасын қалыптастыруда көрініс тапты. Практикалық тиімділігі әзірленген әдістемелерді зертханалық және қолданбалы зерттеулерде пайдалану, сондай ақ, алынған нәтижелерді табиғи пигменттер мен құндылығы жоғары биоөнімдер өндірісіне енгізу мүмкіндігімен айқындалады.

Field of application (in Russian) : Результаты проекта могут быть использованы в различных областях биотехнологии, пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Полученные штаммы микроводорослей и цианобактерий, характеризующиеся высоким содержанием хлорофиллов, каротиноидов и фикобилипротеинов, представляют ценное сырьё для производства природных пигментов, антиоксидантов и биологически активных добавок. Кроме того, методические разработки и полученные данные используются в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению «Биотехнология» и в проведении дальнейших научных исследований, направленных на создание устойчивых биотехнологических процессов получения природных пигментов и биопродуктов нового поколения.

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелері биотехнологияның, азық-түлік, фармацевтика және косметика өнеркәсіптерінің түрлі салаларында қолданылуы мүмкін. Хлорофиллдерге, каротиноидтар мен фикобилипротеиндерге бай алынған микробалдырлар мен цианобактериялар штамдары табиғи пигменттерді, антиоксиданттарды және биологиялық белсенді қоспаларды өндіруге арналған құнды шикізат болып табылады. Сонымен қатар, әзірленген әдістемелер мен алынған деректер «Биотехнология» мамандығы бойынша мамандарды даярлау үдерісінде және табиғи пигменттер мен жаңа технологияға негізділген биоөнімдерді алудың тұрақты биотехнологиялық үдерістерін әзірлеуге бағытталған ғылыми зерттеулерде қолданылады.