[发明专利]使用化能自养的微生物生产富细胞培养基的方法

说明书

描述了从初始的基本培养基生产富含营养物的培养基，该富培养基适合于培养异养的细胞。这些方法在化能自养的条件下利用光能自养的和/或化能自养的微生物的气体发酵，使用常见工业废气中的碳，来喂养生长的生物质。所述微生物还将一些碳转化为有机营养物，所述有机营养物释放到所述基本培养基中，由此富集所述基本培养基。在进一步的方法中，然后将所述富含营养物的培养基用于培养异养的细胞。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月17日提交的美国专利申请16/443,658(要求2018年6月18日提交的美国临时专利申请号62/686,508的权益)的权益，并且是2017年7月3日提交的美国专利申请号15/641,114的部分连续案，三者的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明总体涉及微生物发酵和工业生物技术领域，并且更具体地，涉及产生用于异养生物培养的富含营养物的生长培养基。

背景技术

细胞培养是在液体中或在固体或半固体基质(例如琼脂)上生长、繁殖和维持细胞的实践。在细胞培养的实践中，将在其上培养细胞的液体或材料称为培养基。所有异养的细胞，即除自养的细胞以外的所有细胞，都需要包含某种形式的化学能和碳的培养基，这些可以由小分子(例如甲酸盐、乙酸盐和甲醇)或更复杂和更大的分子(例如糖和淀粉)提供，并且在某些情况下还可以由非常复杂和大型的化学物质(例如蛋白质)提供。

细胞培养基可以具有许多不同的组成，其包含一系列的组分，所述组分包含矿物质盐、糖、氨基酸、肽、蛋白质、多糖、激素、生长因子和复杂成分(例如牛血清、胰蛋白胨和酵母提取物)。仅包含水和无机盐的培养基组合物被称为“基本培养基”。因为缺乏某种形式的化学能和碳，所以基本培养基天生就不足以用于异养的细胞。基本培养基不包含有机化合物。包含有机化合物(例如糖、酵母提取物、酶消化的蛋白质和其他能量源)和复杂化合物的培养基被称为“富培养基”或“复杂培养基”。复杂培养基或富培养基是那些基本上包含微生物生长所需的所有能量、碳和其他因子的培养基。在培养多细胞生物(例如脊椎动物、软体动物和节肢动物)的细胞系时，蛋白质特别重要。

以下进一步的定义适用于本文中：

“异养的”被定义为“需要氮和碳的复杂有机化合物(例如从酵母、植物或动物物质获得的)进行代谢合成。”

“自养的”被定义为“仅需要二氧化碳或碳酸盐(C₁化合物)作为碳源并需要简单的无机氮化合物用于有机分子(例如葡萄糖)的代谢合成”。