# Рекомбинантный коллаген и желатин Коллаген и желатин, полученные методом прецизионной ферментации — в инженерных дрожжах или методом молекулярного фарминга в растениях, а не путём экстракции из шкур и костей животных — для пищевых продуктов, БАД, ухода за ранами и тканевой инженерии, устраняя риск прионной контаминации и вариативность партий. Source: https://bioecon.ru/technology/recombinant-collagen-gelatin/ Updated: 2026-08-18 ## Обзор и цепочка создания стоимости Маркеры: [EC: Регламент о новых пищевых продуктах (ЕС 2015/2283) и План действий по циркулярной экономике | OECD: Биооснованные передовые материалы и промышленная биотехнология | Регулятор: FDA (США), EMA (ЕС), NMPA (Китай)] Рекомбинантный коллаген и желатин заменяют экстрагированный кислотным или щелочным методом из шкур и костей животных коллаген белком, полученным методом прецизионной ферментации или растительного фарминга, устраняя риск прионной контаминации, аллергенность и вариативность от партии к партии, при этом соответствуя требованиям халяль, кошер и веганства. PrimaColl компании Geltor, биодизайнерский коллагеновый полипептид, инженерный для имитации птичьего коллагена XXI типа, стал первым биодизайнерским коллагеном, разрешённым как для пищевого, так и для косметического применения в октябре 2025 года — веха, открывшая путь к использованию коллагена в пищевых продуктах, напитках и БАД без какого-либо материала животного происхождения. HTL Biotechnology производит рекомбинантный человеческий коллаген III типа (rhCOLIII) со 100%-ным совпадением последовательности с нативным человеческим коллагеном, произведённый методом ферментации из неживотных источников для медицинских применений, включая подкожное введение. Платформа rhCollagen компании CollPlant производит рекомбинантный человеческий коллаген I типа методом молекулярного фарминга в генетически инженерных растениях табака, а её биочернила Collink.3D — на основе метакрилированного rhCollagen — используются для 3D-биопечати; компания запустила готовые к печати биочернила BioFlex в феврале 2026 года и сообщила о финансовых результатах за первый квартал 2026 года в мае 2026 года. Jellatech, частично финансируемая венчурным подразделением CULT Food Science, разрабатывает безживотный желатин и коллаген и была включена в исследовательский центр, финансируемый Bezos Earth Fund при Университете штата Северная Каролина. Jellagen (Великобритания), производящая полученный из медуз коллаген нулевого типа (Collagen Type Zero), заключила стратегическое партнёрство с американской Royal Biologics в начале 2026 года для коммерциализации материала на рынке регенеративной медицины Северной Америки, охватывая уход за ранами и тканевую инженерию. В Китае Национальный инженерный исследовательский центр биоматериалов Сычуаньского университета опубликовал в 2026 году регуляторно-научную статью о стратегии предрыночной иммунологической оценки медицинских изделий на основе рекомбинантного коллагена, отвечая на растущий внутренний пайплайн регистраций медицинских изделий на основе рекомбинантного коллагена. Основные направления рекомбинантного коллагена и желатина: 1. **Коллаген прецизионной ферментации для пищевых продуктов и БАД:** инженерные штаммы дрожжей, секретирующие коллагеновые полипептиды, разрешённые для прямого использования в пищевых продуктах, напитках и БАД. 2. **Медицинский рекомбинантный человеческий коллаген:** полученный ферментацией коллаген с точным совпадением человеческой последовательности для подкожных, раневых и имплантируемых применений медицинских изделий. 3. **Растительный молекулярный фарминг коллагена:** генетически инженерные растения табака или другие растения, экспрессирующие рекомбинантный человеческий коллаген, избегая как животного источника, так и инфраструктуры микробной ферментации. 4. **Безживотный желатин для кондитерских изделий и фармацевтики:** бесклеточное или дрожжевое производство желатина, нацеленное на традиционные применения желатина в конфетах, мягких капсулах и фармацевтических эксципиентах. ### Секторальная цепочка создания стоимости ``` [Генетическая сборка генов коллагена + P4H] ──> [Апстрим-ферментация (дрожжи/бактерии) или растительный молекулярный фарминг] ──> [Даунстрим-очистка (ограниченный протеолиз)] │ (Прецизионная сушка и стерилизация) │ [Конечные продукты: пищевые, раневые, тканевые каркасы] <──── [Формуляция и стерильная фильтрация] <──────────────────────────────────┘ ``` ### Уровни цепочки создания стоимости | Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы | |:---|:---|:---| | **Генетическая сборка** | Синтез генов альфа-цепей коллагена человека с кодоновой оптимизацией и сборка векторов ко-экспрессии субъединиц P4H. | **Вход:** Данные генома человека (COL1A1/COL1A2), гены P4H.
**Выход:** Дрожжевые векторы со стабильными кассетами экспрессии. | | **Апстрим (трансформация)** | Создание стабильных рекомбинантных штаммов с интегрированными целевыми генами для мультикопийной экспрессии. | **Вход:** Шасси-хозяин (дрожжи/бактерии/растение), плазмиды, CRISPR-системы.
**Выход:** Клон-суперпродуцент рекомбинантного проколлагена. | | **Ферментация или молекулярный фарминг** | Ферментация в режиме fed-batch с подпиткой метанолом/глюкозой либо выращивание инженерных растений, экспрессирующих ген коллагена. | **Вход:** Штамм-продуцент или растения, источник углерода, микроэлементы, кислород.
**Выход:** Культуральная среда или растительная ткань с секретированным проколлагеном. | | **Даунстрим-обработка (ограниченный протеолиз)** | Очистка проколлагена ограниченным ферментативным расщеплением пепсином для удаления неколлагеновых доменов. | **Вход:** Фильтрат культуральной среды или растительный экстракт, пепсин, соляная кислота.
**Выход:** Чистый фибриллярный коллаген I/III типа в растворе. | | **Формуляция (сушка)** | Осаждение солями, диализ для удаления солей, стерилизующая фильтрация через мембраны 0.22 мкм и лиофильная сушка. | **Вход:** Очищенный раствор коллагена, буферы, лиофилизаторы.
**Выход:** Стерильный лиофилизированный порошок или губка коллагена. | | **Клиническая/рыночная доставка** | Производство раневых повязок, 3D-биочернил для печати тканей, пищевых гелей или ингредиентов БАД. | **Вход:** Сухой коллаген, медицинские/пищевые регуляторные спецификации.
**Выход:** Медицинские изделия класса III или пищевые ингредиенты GRAS. | Сквозные технологии сектора: - **Ко-экспрессия рекомбинантной P4H:** интеграция генов P4HA1 и P4HB человека в геном хозяина под сильными конститутивными (GAP) или индуцибельными (AOX1) промоторами, достигая уровней пролил-гидроксилирования выше 10%, критичных для поддержания тепловой стабильности тройной спирали коллагена при температуре тела человека (37°C). - **Ограниченный протеолиз пепсином:** обработка сырого экстракта проколлагена пепсином при низком pH селективно расщепляет глобулярные N- и C-концевые пропептиды, мешающие самосборке фибрилл, оставляя интактным устойчивый к протеазам тройной спиральный домен. - **Концентрирование тангенциальной фильтрацией (TFF):** мембранные системы на полых волокнах с порогом отсечения 100 кДа концентрируют секретированный проколлаген в 50-100 раз непосредственно во время непрерывного отвода среды из ферментера, удаляя низкомолекулярные метаболиты и соли без нагрева белка. --- ## США США лидируют в коммерциализации рекомбинантного коллагена для пищевых продуктов, БАД и применений регенеративной медицины, опираясь на регуляторный прорыв Geltor и появляющихся игроков безживотного желатина. ### Разрешённый для пищи и косметики PrimaColl Geltor, исследовательская поддержка безживотного желатина Jellatech - **Geltor:** её биодизайнерский коллагеновый полипептид PrimaColl, инженерный для имитации птичьего коллагена XXI типа, стал первым биодизайнерским коллагеном, разрешённым как для пищевого, так и для косметического применения в октябре 2025 года, открыв применения в БАД и напитках для полностью безживотного коллагенового ингредиента. - **Jellatech:** разрабатывает безживотный желатин и коллаген, нацеленный на кондитерские и фармацевтические капсульные применения, частично финансируемая венчурным подразделением CULT Food Science и включённая в финансируемый Bezos Earth Fund исследовательский центр устойчивых белков при Университете штата Северная Каролина. - **Регуляторный путь:** разрешение Geltor на использование в пище и напитках устанавливает коммерческий прецедент, за которым следуют другие американские разработчики коллагена прецизионной ферментации для выхода на рынок GRAS и БАД. --- ## КНР Китай строит регуляторно-научную инфраструктуру для медицинских изделий на основе рекомбинантного коллагена, хотя его коммерческая производственная база рекомбинантного коллагена остаётся сосредоточенной в сегменте косметики и инъекционных филлеров, охватываемом отдельной отраслью каталога. ### Исследование иммунологической оценки медицинских изделий Сычуаньского университета, растущий внутренний пайплайн регистраций - **Национальный инженерный исследовательский центр биоматериалов Сычуаньского университета:** опубликовал в 2026 году регуляторно-научную статью, предлагающую поэтапную стратегию предрыночной иммунологической оценки медицинских изделий на основе рекомбинантного коллагена, в соавторстве с производителями изделий, включая Gempharmatech, Jiangsu Trautec Medical Technology и Shanghai LabEx Biotech. - **Внутренний пайплайн регистраций:** китайские провинциальные регуляторы медицинских изделий одобрили растущее число гелей и повязок для ухода за ранами на основе рекомбинантного коллагена для нехронических ран и постпроцедурного ухода за кожей, отражая более широкую внутреннюю производственную базу за пределами сегмента эстетических инъекций. - **Контекст масштаба рынка:** только рынок коллагеновых пептидов Китая оценивался в 2026 году в более чем 89 млрд юаней, при этом на Китай приходится примерно 38% глобального рынка, иллюстрируя масштаб нижестоящего спроса, который обслуживает эта производственная база рекомбинантных белков. --- ## ЕС Европейский союз располагает продвинутым медицинским и растительно-фарминговым производством рекомбинантного коллагена, обслуживающим уход за ранами, офтальмологию и тканевую инженерию. ### Медицинский rhCOLIII HTL Biotechnology, платформа биочернил на растительной основе CollPlant, полученный из медуз материал регенеративной медицины Jellagen - **HTL Biotechnology (Франция):** производит рекомбинантный человеческий коллаген III типа (rhCOLIII) со 100%-ным совпадением последовательности с нативным человеческим коллагеном, произведённый методом ферментации из неживотных источников и позиционируемый для медицинских применений, включая подкожное введение. - **CollPlant (Израиль/производство в ЕС):** её платформа rhCollagen производит рекомбинантный человеческий коллаген I типа методом молекулярного фарминга в генетически инженерном табаке, а её биочернила Collink.3D используются для 3D-биопечати; компания запустила готовые к печати биочернила BioFlex в феврале 2026 года и сообщила о результатах за первый квартал 2026 года в мае 2026 года. - **Jellagen (Великобритания):** производящая полученный из медуз коллаген нулевого типа, заключила стратегическое партнёрство с американской Royal Biologics в начале 2026 года для коммерциализации материала на рынке регенеративной медицины Северной Америки, охватывая уход за ранами и тканевую инженерию. --- ## Ведущие компании и научно-исследовательские институты | Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты / платформы | Технологические особенности | Статус на 2026 год | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Geltor** | 🇺🇸 США | Биодизайнерский коллаген *PrimaColl* | Первый коллаген, разрешённый для пищи И косметики (окт. 2025) | commercial | | **Jellatech** | 🇺🇸 США | Безживотный желатин и коллаген | Исследования при поддержке Bezos Earth Fund, фокус на кондитерке/фарме | operating | | **HTL Biotechnology** | 🇫🇷 Франция | Рекомбинантный человеческий коллаген *rhCOLIII* | 100%-ное совпадение человеческой последовательности, ферментация | operating | | **CollPlant** | 🇮🇱 Израиль | Биочернила *rhCollagen*, *Collink.3D*/*BioFlex* | Растительный молекулярный фарминг (табак), 3D-биопечать | commercial | | **Jellagen** | 🇬🇧 Великобритания | Коллаген нулевого типа (из медуз) | Партнёрство с Royal Biologics для регенеративной медицины США (2026) | operating | | **Центр биоматериалов Сычуаньского университета** | 🇨🇳 Китай | Регуляторная наука медицинских изделий | Стратегия предрыночной иммунологической оценки (2026) | research | --- ## Технологический стек и инновации Стек рекомбинантного коллагена и желатина сочетает генную инженерию, ферментационное или растительно-фарминговое производство и прецизионную даунстрим-обработку: 1. **Кассеты ко-экспрессии рекомбинантной P4H с сильными GAP-промоторами:** - Гены альфа- (P4HA1) и бета-субъединиц (P4HB) человека интегрируются в геном дрожжей под конститутивным промотором GAP, гарантируя постоянное присутствие активного тетрамера P4H (α2β2) в эндоплазматическом ретикулуме, где происходит укладка вновь синтезируемых цепей проколлагена, предотвращая их агрегацию и деградацию. 2. **Концентраторы тангенциальной фильтрации (TFF):** - Поскольку коллаген секретируется во внешнюю культуральную среду, системы TFF на полых волокнах с порогом отсечения 100 кДа концентрируют раствор проколлагена в 50-100 раз непосредственно во время непрерывного отвода среды из ферментера, удаляя низкомолекулярные метаболиты и соли. 3. **Лиофилизаторы с программированием полки:** - Сублимационная сушка очищенного коллагена требует точного контроля температурного градиента для формирования высокопористой губчатой структуры, подходящей для 3D-каркасов, с программированными профилями от -45°C (первичная заморозка для контролируемого размера кристаллов льда) до +25°C при глубоком вакууме, сохраняя фибриллярную структуру в высушенном продукте. --- ## Цепочки создания стоимости и пайплайны производства ### Промышленный пайплайн производства рекомбинантного коллагена методом дрожжевой ферментации с ко-экспрессией P4H (ISO 22000/GMP) ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. Высокоплотная дрожжевая │ ───> │ 2. Осветление среды │ │ ферментация (100 м³) │ │ (центрифуга + TFF) │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. Пепсиновый процессинг │ <─── │ 3. Ультрафильтрационное │ │ при pH 2.0 (30°C) │ │ концентрирование (100x) │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. Солевое осаждение и │ ───> │ 6. Лиофильная сушка и │ │ стерильный диализ │ │ фасовка под азотом │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### Этап 1: Высокоплотная дрожжевая ферментация Рекомбинантный штамм Pichia pastoris, ко-экспрессирующий гены человеческого коллагена III типа (COL3A1) и пролил-4-гидроксилазы (P4HA1/P4HB), культивируют в ферментере объёмом 100 м³; клетки наращивают биомассу на глицерине первые 30 часов при 28°C, pH 5.0, затем индукция метанолом в течение 72 часов активирует промотор AOX1, запуская P4H-опосредованное гидроксилирование и секрецию проколлагена в культуральный бульон. #### Этап 2: Осветление среды и удаление дрожжевых клеток Охлаждённый культуральный бульон проходит через непрерывную тарелочную центрифугу для удаления дрожжевых клеток в виде плотного шлама, а осветлённый супернатант дополнительно очищается через глубинные фильтры перед концентрированием. #### Этап 3: Ультрафильтрационное концентрирование Осветлённый раствор проколлагена обрабатывается на кассетах тангенциальной фильтрации с порогом отсечения 100 кДа, удерживая примерно 300-кДа тройную спираль проколлагена, в то время как вода, соли и низкомолекулярные дрожжевые белки проходят через мембрану, концентрируя раствор до 100 раз. #### Этап 4: Пепсиновый процессинг при pH 2.0 Концентрированный раствор проколлагена подкисляется до pH 2.0 и обрабатывается очищенным пепсином в соотношении 1:100 к коллагеновому белку в течение 4 часов при 30°C, селективно расщепляя неколлагеновые N- и C-концевые пропептиды, в то время как устойчивая к протеазам тройная спираль остаётся интактной. #### Этап 5: Солевое осаждение и стерильный диализ Дигест нейтрализуется до pH 7.2, осаждается хлоридом натрия до 0.9 М, а полученные волокна коллагена собираются центрифугированием, растворяются в разбавленной уксусной кислоте, диализируются против стерильного фосфатно-солевого буфера и пропускаются через стерилизующие фильтры 0.22 мкм в асептической зоне класса А. #### Этап 6: Лиофильная сушка и фасовка под азотом Стерильный раствор коллагена сушится по программированному 48-часовому циклу в пористую белую губку, измельчается в порошок в стерильных условиях, тестируется на чистоту, влажность, pH, температуру плавления тройной спирали и содержание эндотоксинов, затем упаковывается в стерильные флаконы под азотом.