2.3.Биотехнологические процессы получения биоматериалов и продуктов тонкого и основного органического синтеза из возобновляемого сырья

Направление ориентировано на создание научных и технологических основ, способных в дальнейшем обеспечить разработку и коммерциализацию большой группы продуктов, получаемых методами биосинтеза и/или биокатализа (органические кислоты, спирты, углеводороды и др.). Мероприятие направлено на частичную замену экологически вредных и экономически неэффективных химических производств, а также получение новых продуктов и материалов с уникальными свойствами.

Поисковые исследования направлены на изучение механизмов сверхсинтеза биопродуктов. Разработка подходов к новым процессам биосинтеза при экстремальных условиях (при экстремально высоких или низких рН, температурах и др.) для получения промышленно значимых биопродуктов. Изучение возможности создания в клетках микроорганизмов биосинтетических путей, не встречающихся в природе (de novo) методами синтетической биологии.

Проблемно-ориентированные и прикладные исследования направлены на создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, синтезирующих полимеры или мономеры для дальнейшего получения полимеров, пригодных для изготовления различных изделий, отличительным свойством которых является способность разложения в условиях окружающей среды без образования вредных продуктов. Конструирование штаммов с измененными или созданными de novo метаболическими путями, обеспечивающими синтез биопродуктов. Разработка научно-технологического задела по биопроцессам получения биоматериалов и продуктов тонкого и основного органического синтеза из возобновляемого сырья.

Опытно-технологические работы. Разработка технологий получения биоматериалов и продуктов тонкого и основного органического синтеза из возобновляемого сырья, а также их выделения и очистки. Разработка технологий получения биосинтетических мономеров и методов их полимеризации с получением материалов, пригодных для изготовления изделий.

Инфраструктурные решения. Создание центров прототипирования для обеспечения разработки промышленных технологий, наработки опытных партий биопродуктов и биоматериалов, а также создание демонстрационных и пилотных производств.

2.4. Ресурсная база промышленной биотехнологии

Данное мероприятие направлено на расширение сырьевой базы промышленной биотехнологии и вовлечение в производство новых типов возобновляемых ресурсов.

Поисковые исследования направлены на диверсификацию источников возобновляемой биомассы, которая может быть использована в биотехнологических производствах и процессах, улучшения качества возобновляемого (растительного) сырья. К перспективным источникам биомассы следует отнести многолетние быстрорастущие растения, одноклеточные фотосинтезирующие водоросли, растения с измененной структурой клеточной стенки, сельскохозяйственные и муниципальные отходы и т.п. Перспективным сырьем для промышленной биотехнологии является синтез-газ, в который путем пиролиза может быть конвертирована любая биомасса.

Поиск и создание методами селекции и генетической инженерии новых разновидностей и сортов (биотехнологических/биоэнергетических) растений, водорослей, используемых в качестве сырья для биотехнологических процессов. Разработка методов микробиологической трансформации синтез-газа.

Проблемно-ориентированные и прикладные исследования направлены на разработку методов культивирования, сбора, предобработки и биотрансформации возобновляемой биомассы (быстрорастущие растения, водоросли и т.п.). Новые методы увеличения биодоступности лигноцеллюлозного сырья (предобработка), утилизация и трансформация лигнина. Использование сельскохозяйственных и бытовых (муниципальных) отходов в качестве сырья для получения биотехнологических продуктов с высокой добавленной стоимостью. Создание штаммов для синтез-газ ферментации и разработка на их основе процессов получения биопродуктов.

Опытно-технологические работы предусматривают выполнение пилотных проектов по переработке возобновляемого сырья, включающих все стадии от культивирования, сбора и транспортировки сырья до его переработки в конечные продукты.

Инфраструктурные решения. Создание демонстрационных и пилотных установок по переработке возобновляемого сырья и отходов.