Gast ::
| 001 | 818402 | ||
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| 024 | 7 | _ | |2 HBZ |a HT020918959 |
| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 40423 |
| 024 | 7 | _ | |2 datacite_doi |a 10.18154/RWTH-2021-04418 |
| 037 | _ | _ | |a RWTH-2021-04418 |
| 041 | _ | _ | |a English |
| 082 | _ | _ | |a 570 |
| 100 | 1 | _ | |0 P:(DE-588)1233065750 |a Koepff, Joachim |b 0 |u rwth |
| 245 | _ | _ | |a Establishment and application of accelerated bioprocess development for filamentous organisms |c vorgelegt von Dipl. Biol. (t.o.) Joachim Koepff |h online |
| 246 | _ | 3 | |a Entwicklung und Anwendung von beschleunigter Bioprozessentwicklung für filamentöse Organismen |y German |
| 260 | _ | _ | |a Aachen |b RWTH Aachen University |c 2020 |
| 260 | _ | _ | |c 2021 |
| 300 | _ | _ | |a 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme |
| 336 | 7 | _ | |0 2 |2 EndNote |a Thesis |
| 336 | 7 | _ | |0 PUB:(DE-HGF)11 |2 PUB:(DE-HGF) |a Dissertation / PhD Thesis |b phd |m phd |
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| 336 | 7 | _ | |2 DRIVER |a doctoralThesis |
| 336 | 7 | _ | |2 DataCite |a Output Types/Dissertation |
| 336 | 7 | _ | |2 ORCID |a DISSERTATION |
| 500 | _ | _ | |a Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2021 |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, RWTH Aachen University, 2020 |b Dissertation |c RWTH Aachen University |d 2020 |g Fak01 |o 2020-09-21 |
| 520 | 3 | _ | |a Filamentöse Organismen des Genus Streptomyces, sind wichtige Vertreter in industriellen Produktionsprozessen. Insbesondere ihre Fähigkeit eine große Vielfalt von bioaktiven Substanzen zu synthetisieren und ihre Produktionseffizienz für (heterologe) Proteine, hält sie sie schon seit Jahrzehnten im Fokus von Forschern und biopharmazeutischen Unternehmen. Es gibt bereits Methodiken und Praktiken zur genetischen Modifikation dieser Bakterien, die es erlauben, schnell und effizient große Stammbibliotheken zu entwickeln. Die anschließende Charakterisierung und das Screening dieser Mutanten oder die Entwicklung von geeigneten Produktionsprozessen stellt jedoch nach wie vor ein Hindernis dar. Um diese Herausforderung anzugehen, wurde ein umfassender Arbeitsablauf für Streptomyces lividans auf der Basis von kleinen (1000 Mikroliter) geschüttelten parallelisierten Mikrobioreaktoren entwickelt und validiert. Ausgehend von einer standardisierten Vorkultur konnten damit sehr reproduzierbare Ergebnisse ((CV) ≤ 3.2 %) für biologisch unabhängigen Chargen erzeugt werden. Auch im Vergleich zu etablierten Laborreaktorsystemen mit 1000-fach größerem Arbeitsvolumen wurden ein sehr vergleichbares Kultivierungsverhalten beobachtet, welches durch Transkriptom- und Proteomanalysen weiter untermauert werden konnte. Bemerkenswerterweise stellte sich das optische, biomasse-abhängige Streulichtsignal als wertvolle Messgröße heraus, die es ermöglicht verlässliche Informationen über den aktuellen Kultivierungszustand (z.B. maximale spezifische Wachstumsrate, Chargendauer) abzuleiten. Darüber hinaus konnten spezifische Methoden entwickelt, validiert und genutzt werden, um weitere wertvolle Messgröße abzuleiten, darunter roboter-gestützte Zelltrockenmassebestimmung und automatisierte Morphologieanalyse. Das geringe verfügbare Arbeitsvolumen, sowie die speziellen Eigenschaften der filamentösen Organismen stellten dabei die größte Herausforderung dar. Der entwickelte Ablauf zur beschleunigten Stammcharakterisierung wurde anschließend auch für weitere filamentösen Organismen angewandt. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Methodiken direkt auf den nahen Verwandten Streptomyces fradiae übertragbar sind und es sogar für den filamentösen Pilz Trichoderma reesei erlauben, nutzbare (wenn auch eingeschränkte) Informationen zu erzeugen. Außerdem konnten zwei Deletions-Stammbibliotheken von Streptomyces lividans hinsichtlich wachstums- und produktions-abhängigen Parametern phänotypisiert werden. Dies ermöglichte die Untersuchung der Funktion von relevanten σ-Faktoren sowie Proteasen dieses filamentösen Streptomyceten. Der entwickelte miniaturisierte und parallelisierte Ablauf scheint daher ein wertvolles und geeignetes Werkzeug zu sein, um industriell wichtige filamentöse Vertreter wie Streptomyceten zu charakterisieren und untersuchen. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen dazu bei, die industrielle Einsetzbarkeit solcher speziellen Organismen zu verbreitern und den technologischen Abstand zu ihren nicht-filamentösen Konkurrenten zu schließen. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a Filamentous organisms of the genus Streptomyces are key players in industrial production processes. Particularly their ability to synthezise an extensive bandwidth of bio-active compounds such as antibiotics and their efficiency in (heterologous) protein production have put these species into focus of researchers and biopharmaceutical companies, already for decades. While genetic engineering tools are available to rapidly build up large strain libraries, the subsequent strain screening and bioprocess development still constitutes a bottleneck. To tackle this issue, an integrated phenotyping pipeline for Streptomyces lividans was developed and validated on the basis of shaken, parallelized 1000 µL microtiter-plate (MTP) cultivation. Starting from a standardized pre-culture procedure, highly reproducible results ((CV) ≤ 3.2 %) were obtainedfor biological independent batches. Even in comparison to a lab-scale bioreactor system with 1000-fold larger working volume, high comparable cultivation behavior was observed. This conformity could be further confirmed using state-of-the-art transcriptomics and proteomics. Remarkably, the optical biomass-related scattered light intensity signal revealed to be of great value, as it enabled to reliable deduce relevant parameters such as maximum specific growth rate and batch duration. Furthermore, tailored solutions for additional atline signals, such as robot-assisted cell-dry-weight and automated morphology analysis were successfully developed and validated. Hereby, the frame conditions of µL-scale cultivation and the special needs of the filamentous biological system were always considered.The developed accelerated cultivation workflow was subsequently employed and tested towards its applicability for further filamentous organisms, where it revealed excellent results for S. fradiae. Even for the filamentous fungi T. reesei useful information could be obtained, even though to a limited extend. Additionally, two S. lividans deletion strain libraries were phenotyped towards growth and production related parameters to investigate the function of relevant σ-factors and proteases in this filamentous Streptomycete.Embedded within the presented cultivation workflow, the integrated MTP-based phenotyping approach seems to be a suitable screening tool for filamentous and industrial relevant organisms like Streptomyces. The results of this thesis can thereby contribute to widen the field of application for such organisms and may narrow the technological gap towards their non-filamentous competitors. |l eng |
| 588 | _ | _ | |a Dataset connected to Lobid/HBZ |
| 591 | _ | _ | |a Germany |
| 653 | _ | 7 | |a Automatisierung |
| 653 | _ | 7 | |a Bioprozessentwicklung |
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| 653 | _ | 7 | |a Filament |
| 653 | _ | 7 | |a Hochdurchsatz |
| 653 | _ | 7 | |a Kultivierung |
| 653 | _ | 7 | |a Mikroskopie |
| 653 | _ | 7 | |a Miniaturisierung |
| 653 | _ | 7 | |a Prozess |
| 653 | _ | 7 | |a Zelltrockengewicht |
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| 653 | _ | 7 | |a streptomyces |
| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM01181 |a Oldiges, Marco |b 1 |e Thesis advisor |u rwth |
| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM00040 |a Blank, Lars M. |b 2 |e Thesis advisor |u rwth |
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