Abstract
Population heterogeneity poses a major challenge in industrial scale bioprocesses, affecting process performance but also leading to more robust phenotypes. To investigate this phenomenon, multiple fluorescent reporter strains are cultivated under simulated industrial scale conditions in multi-compartment bioreactors. This approach significantly raises the quantitative understanding of population heterogenity which is needed before its benefits can help to develop high-yielding, more robust bioprocesses.
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Literatur
Schmidt FR (2005) Optimization and scale up of industrial fermentation processes. Appl Microbiol Biotechnol 68: 425–435
Haringa C, Tang W, Deshmuk AT et al. (2016) Euler-Lagrange computational fluid dynamics for (bio)reactor scale down: An analysis of organism lifelines. Eng Life Sci 16: 652–663
Nikel PI, Silva-Rocha R, Benedetti I, de Lorenzo V (2014) The private life of environmental bacteria: pollutant biodegradation at the single cell level. Environ Microbiol 16: 628–642
Heins AL, Weuster-Botz D (2018) Population heterogeneity in microbial bioprocesses: origin, analysis, mechanisms, and future perspectives. Bioprocess Biosyst Eng 41: 889–916
Takors R (2012) Scale-up of microbial processes: impacts, tools and open questions. J Biotechnol 160: 3–9
de Jonge LP, Buijs NAA, ten Pierick A et al. (2011) Scale-down of penicillin production in Penicillium chrysogenum. Biotechnol J 6: 944–958
Heins AL, Reyelt J, Schmidt M et al. (2020) Development and characterization of Escherichia coli triple reporter strains for investigation of population heterogeneity in bioprocesses. Microb Cell Fact 19: 14
Sassi H, Nguyen TM, Telek S et al. (2019) Segregostat: a novel concept to control phenotypic diversification dynamics on the example of Gram-negative bacteria. Microb Biotechnol 12: 1064–1075
Funding
Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
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Prasika Arulrajah, 2017–2022 Studium Technische Biologie, Universität Stuttgart (Bachelor) und industrielle Biotechnologie, TU München (Master). Seit 2022 wissenschaftliche Mitarbeiterin mit dem Forschungsschwerpunkt „Populationsheterogenität“ am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik, TU München.
Anna-Lena Heins, 2005–2010 Studium Biotechnologie, TU Braunschweig. 2011–2014 Promotion, TU Dänemark (DTU). 2014–2015 Postdoktorandin, DTU. 2015–2017 Spezialistin Statistik & Trending, Octapharma Produktionsgesellschaft. Seit 2017 Habilitandin und Gruppenleiterin „Populationsheterogenität“ am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik, TU München.
Danksagung
Besonderer Dank gilt Dirk Weuster-Botz (Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik, Technische Universität München) für die wissenschaftliche Unterstützung und die Möglichkeit, die hervorragende Infrastruktur seines Lehrstuhls nutzen zu können. Weiterer Dank gilt Julian Helfrich, der an Arbeiten im Labor beteiligt war. Die finanzielle Unterstützung von Prasika Arulrajah durch die Deutsche Forschungsgesellschaft (Projekt-Nummer HE8502/1-1) im Zuge des Schwerpunktprogramms InterZell (SPP2170) wird dankend anerkannt, genauso wie die Unterstützung der TUM Graduate School.
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Arulrajah, P., Heins, AL. Versteckte Vielfalt: Diversität von Zellen im industriellen Bioprozess. Biospektrum 29, 241–244 (2023). https://doi.org/10.1007/s12268-023-1922-y
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