Seleção e evolução dirigida de leveduras - Identificação e análise de vias metabólicas importantes para aplicação nas indústrias do bioetanol e de bebidas fermentadas.

• Processo: 18/20697-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Anderson Ferreira da Cunha
• Beneficiário: Anderson Ferreira da Cunha
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Iran Malavazi
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/07505-7 - Seleção e evolução adaptativa de leveduras: identificação e análise de vias metabólicas importantes para aplicação nas indústrias do bioetanol e de bebidas fermentadas, BP.TT
• Assunto(s): Biotecnologia Fermentação Bioetanol Cerveja Leveduras Evolução dirigida
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol | cerveja | Evolução dirigida | fermentação | Leveduras | biotecnologia

Resumo

As indústrias de produtos fermentados vêm demandando incessantemente alternativas para o aumento de rendimentos produtivos e redução dos custos de fermentação. Na indústria de bioetanol, o controle da temperatura do processo deve ser mantido próximo à 30°C por trocadores de calor ligados constantemente gerando custos e consumo de água substanciais. Nesse sentido, para que as leveduras consigam fermentar adequadamente em temperaturas elevadas, elas devem ser termotolerantes e resistentes às condições de estreses impostas durante o processo produtivo. Já na indústria da cerveja, anseia-se por linhagens que produzam um produto de alta qualidade e com um aumento na eficiência do consumo de açúcares tais como maltose e maltotriose. Neste contexto, diversas aplicações tecnológicas utilizando a engenharia genética e metabólica vem sendo empregadas. No entanto, estas modificações geram Organismos Geneticamente Modificados (OGMs) que possuem regulamentações restritivas para seu uso, principalmente em produtos alimentícios. Nesse sentido, a técnica conhecida como evolução adaptativa se torna uma excelente ferramenta para expressar e modificar diferentes fenótipos de leveduras. Nosso grupo de pesquisa vem desenvolvendo desde 2010 um projeto baseado no isolamento de leveduras obtidas nos processos das industrias brasileiras de bioetanol, obtendo um banco de linhagens contendo 289 isolados. O desafio deste trabalho está focado na utilização deste banco para a identificação de cepas com características de interesse visando atender as demandas das indústrias para melhorar o processo fermentativo. Nossos resultados iniciais visaram a identificação de leveduras presentes neste banco pertencente a espécie Saccharomyces cerevisiae. Para isso selecionamos as linhagens mediante a sua auxotrofia à lisina em placas com meio sólido utilizando este aminoácido como única fonte de Carbono. Dos 289 isolados, até o momento identificamos 124 linhagens pertencentes a espécie S. cerevisiae. Entre elas estão duas linhagens termotolerantes anteriormente identificadas, mas que necessitam de melhor adaptação para a resistência aos outros estresses encontrados no processo fermentativo de produção de etanol. Ressultados preliminares mostraram que estas duas linhagens apresentaram melhora na performance fermentativa e na capacidade de produção de massa celular quando induzidas em diversos ciclos usando temperaturas elevadas de XÚC. Com relação à produção de cerveja, conseguimos identificar até o momento 60 leveduras com a capacidade de crescimento em maltose, indicando um resultado promissor para a evolução destas linhagens para aplicação na produção industrial de cervejas. O desenvolvimento dessas linhagens poderá ter uma aplicação direta em processos fermentativos visando uma melhor qualidade do produto, aumentando sua capacidade fermentativa e reduzindo custos e tempo de produção. Esperamos portanto que nossos resultados contribuam de maneira significativa no aumento de potencial produtivo das indústias ligadas a este ramo de produção e também que possam melhorar o entendimento das vias metabólicas ativadas e represas nestas linhagens, contribuindo com dados importante para a comunidade científica. (AU)

Publicações científicas

(6)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FOLHAS DAMAS, MARCELO SILVA; MAZUR, FERNANDO GABRIEL; DE MELO FREIRE, CAIO CESAR; DA CUNHA, ANDERSON FERREIRA; PRANCHEVICIUS, MARIA-CRISTINA DA SILVA. A Systematic Immuno-Informatic Approach to Design a Multiepitope-Based Vaccine Against Emerging Multiple Drug Resistant Serratia marcescens. FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, v. 13, p. 24-pg., 2022-03-14. (18/24213-7, 20/11964-4, 22/01316-0, 18/20697-0)

DAMAS, MARCELO SILVA FOLHAS; FERREIRA, ROUMAYNE LOPES; CAMPANINI, EMELINE BONI; SOARES, GABRIELA GUERRERA; CAMPOS, LESLIE CAMELO; LAPREGA, PEDRO MENDES; DA COSTA, ANDREA SOARES; FREIRE, CAIO CESAR DE MELO; PITONDO-SILVA, ANDRE; CERDEIRA, LOUISE TEIXEIRA; et al. Whole genome sequencing of the multidrug-resistant Chryseobacterium indologenes isolated from a patient in Brazil. FRONTIERS IN MEDICINE, v. 9, p. 20-pg., 2022-07-28. (18/24213-7, 21/08423-4, 20/11964-4, 18/20697-0, 21/00425-8)

ALCOBACA, OLINDA S. A.; CAMPANINI, EMELINE B.; CIANCAGLINI, IARA; ROCHA, SAMARA, V; MALAVAZI, IRAN; FREIRE, CAIO C. M.; NUNES, FRANCIS M. F.; FUENTES, ANDREA S. C.; CUNHA, ANDERSON F.. Identification of a New Endo-beta-1,4-xylanase Prospected from the Microbiota of the Termite Heterotermes tenuis. MICROORGANISMS, v. 10, n. 5, p. 14-pg., 2022-05-01. (18/20823-5, 17/19694-3, 16/13423-5, 17/12905-9, 16/10130-7, 19/07505-7, 19/23964-1, 18/20697-0)

PRADO, CLEITON D.; MANDRUJANO, GUSTAVO P. L.; SOUZA, JONAS. P.; SGOBBI, FLAVIA B.; NOVAES, HOSANA R.; DA SILVA, JOAO P. M. O.; ALVES, MATEUS H. R.; ELIODORIO, KEVY P.; CUNHA, GABRIEL C. G.; GIUDICI, REINALDO; et al. Physiological characterization of a new thermotolerant yeast strain isolated during Brazilian ethanol production, and its application in high-temperature fermentation. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 13, n. 1, OCT 27 2020. (16/10130-7, 18/17172-2, 19/08393-8, 18/20697-0)

MANDUJANO, GUSTAVO P. LORCA; ALVES, HENRIQUE C.; PRADO, CLEITON D.; MARTINS, JEFERSON G. O.; NOVAES, HOSANA R.; MAIA DE OLIVEIRA DA SILVA, JOAO PEDRO; TEIXEIRA, GLEIDSON SILVA; OHARA, ANDRE; ALVES, MATEUS H. R.; PEDRINO, ISADORA C.; et al. dentification and selection of a new Saccharomyces cerevisiae strain isolated from Brazilian ethanol fermentation process for application in beer productio. FOOD MICROBIOLOGY, v. 103, MAY 2022. (16/13423-5, 18/20697-0, 17/12905-9, 19/07505-7, 16/10130-7)

SOARES, GABRIELA GUERRERA; CAMPANINI, EMELINE BONI; FERREIRA, ROUMAYNE LOPES; DAMAS, MARCELO SILVA FOLHAS; RODRIGUES, SAULO HENRIQUE; CAMPOS, LESLIE CAMELO; GALVAO, JUCIMARIA DANTAS; FUENTES, ANDREA SOARES DA COSTA; FREIRE, CAIO CESAR DE MELO; MALAVAZI, IRAN; et al. Brevundimonas brasiliensis sp. nov.: a New Multidrug-Resistant Species Isolated from a Patient in Brazil. MICROBIOLOGY SPECTRUM, v. 11, n. 3, p. 21-pg., 2023-04-17. (18/20697-0, 20/11964-4, 21/08423-4, 18/24213-7)