Biotehnologija - uvod

Kontakt

Dr. Vladka Gaberc Porekar

Telefon: 01 476 02 41

e-pošta: vladka.gaberc.porekar@ki.si  

Na Kemijskem inštitutu ima biotehnologija kot multidisciplinarna veda, ki proučuje pristope za proizvodnjo različnih snovi s pomočjo mikroorganizmov, dolgoletno tradicijo. Začetki (pridobivanje kvasne biomase in mikrobne transformacije steroidnih molekul) segajo v šestdeseta leta, v začetku sedemdesetih pa so se pričele tudi raziskave submerznih mikrobnih fermentacij za proizvodnjo nekaterih primarnih (citronska kislina, encimi) in sekundarnih metabolitov (ergot alkaloidi, antibiotiki). Biotehnološke raziskave na Kemijskem inštitutu so bile vedno tesno povezane s potrebami slovenske industrije, zlasti farmacevtske, ki uporablja biotehnološke pristope za proizvodnjo zdravilnih učinkovin. O plodnem sodelovanju v preteklosti priča podatek, da so raziskave razvoja visokoproduktivnih in stabilnih sevov gliv Claviceps z metodami klasične genetike in selekcije ter vzporedni študij submerzne fermentacije, fiziologije in regulacije biosinteze, ki so se začeli na Kemijskem inštitutu, pripeljali do realizacije submerzne fermentacijske proizvodnje ergot alkaloidov v Leku. Ta sodi danes med največje proizvajalce ergot alkaloidov v svetu. Tudi osnovne raziskave za fermentacijsko proizvodnjo renina v Krki so se začele na Kemijskem inštitutu.

Nekako pred desetimi leti pa so se biotehnološke raziskave na Kemijskem inštitutu v sodelovanju s farmacevtsko družbo Lek d.d. preusmerile na področje “nove biotehnologije”, torej pridobivanja industrijsko, v našem primeru predvsem farmacevtsko zanimivih molekul z metodami tehnologije rekombinantne DNA. Danes obvladujemo celoten sklop metodologij in postopkov, ki so potrebni za izdelavo določenega produkta od začetka do konca, torej od genskega in proteinskega inženirstva, kloniranja in ekspresije genov, fermentacijskega pridobivanja (vključno s študijem optimizacije in prenosom v večje merilo) do izolacije in prečiščevanja proteinskih produktov (do kvalitete, ki omogoča parenteralno aplikacijo) ter njihove fizikalno-kemijske in biološke karakterizacije. Doslej smo uspešno pridobili več rekombinantnih proteinov, tako v prokariontskih kot evkariontskih sistemih. Kot modelni protein smo na primer uporabili človeški faktor tumorske nekroze TNF-a in doslej nam je uspelo oblikovati več kot 30 novih analogov, od katerih so nekateri v predkliničnih raziskavah pokazali izboljšane lastnosti za terapijo sarkoma. Sodobne metode tehnologije rekombinantne DNA pa uporabljamo tudi za študij fizioloških in biokemijskih značilnosti različnih mikroorganizmov oziroma specifičnega dela njihovega metabolizma na molekularni ravni.

Na področju biotehnologije je Kemijski inštitut v zadnjih letih sodeloval z naslednjimi zunanjimi partnerji in naročniki:

• Lek, Ljubljana (študij regulacije metabolizma pri nitastih glivah, študij pridobivanja rekombinantnih proteinov v bakterijah, kvasovkah in nitastih glivah, analizne storitve);
• Krka, Novo mesto (študij regulacije sinteze antibiotikov); - Union, Ljubljana (analize kvasnih vzorcev);
• BIA, Ljubljana (testiranje in uporabnost CIM diskov);
• Fructal, Ajdovščina (mikrobiološke analize surovin);
• Zavod RS za transfuzijo krvi, Ljubljana (priprava protiteles za TNF-a, analoge in receptorje);
• Onkološki inštitut, Ljubljana (novi analogi TNF-a za predklinična testiranja).

Sodelovanje poteka tudi z vrsto tujih ustanov, kot so npr.:

• International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB), Trst, Italija. Sedež pridruženega ICGEB centra za Slovenijo je na Kemijskem inštitutu;
• National Institute for Biological Standards and Control (NIBSC), Potters Bar, Velika Britanija;
• Novo Nordisk, Danska;
• International Mycological Institute, Egham, Velika Britanija;
• Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn, Nizozemska;
• Technische Universität Graz, Avstrija;
• Technische Universität Hannover, Nemčija;
• Technical University Denmark, Lyngby, Danska;
• Université de Franche-Comte, Besançon, Francija;
• Agricultural University of Wageningen, Wageningen, Nizozemska;
• University of Stratchclyde, Glasgow, Velika Britanija.

Na Kemijskem inštitutu imamo dobro opremljene laboratorije za genetiko, fermentacijo, čiščenje in karakterizacijo proteinov, izotopski laboratorij ter laboratorij za sesalske celične linije. Zunanjim naročnikom lahko ponudimo storitve, ki so opisane v nadaljevanju, pa tudi izobraževanje na določenih segmentih, zanimivih za uporabnika.