Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados lignocelulósicos enriquecidos

• Processo: 17/24453-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de abril de 2019 - 31 de março de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Ana Paula Jacobus
• Beneficiário: Ana Paula Jacobus
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa em Bioenergia (IPBEN). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Cheong Xin Chan ; Jeferson Gross ; Jonas Contiero ; Leandro Vieira dos Santos ; Luiz Carlos Basso ; Michel Brienzo ; Sarita Candida Rabelo
• Auxílios(s) vinculado(s): 22/14156-1 - Estratégias colaborativas para uso de microorganismos na produção de moléculas com valor agragado a partir de hidrolisado lignocelulósico, AP.R SPRINT; 20/00665-6 - EMU concedido no projeto 2017/24453-5 Citômetro de Fluxo, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/10899-2 - Rede Colaborativa: Abordagens Genéticas Modernas para Acabar com a Tolerância de Leveduras a Hidrolisados Lignocelulósicos Ricos em Inibidores, BP.TT; 21/13906-4 - Protocolos para mapeamentos de loci quantitativos em Saccharomyces cerevisiae baseados em seleções e retrocruzamentos em massa, BP.DD; 19/19168-5 - Protocolos de evolução experimental para o desenvolvimento de linhagens de S. cerevisiae PE-2 tolerantes a hidrolizados lignocelulósicos, BP.DD; + mais bolsas vinculadas 19/22263-0 - Mapeamento de QTL de uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae resistente a inibidores lignocelulósicos, BP.MS; 20/01140-4 - Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados ricos em inibidores lgnocelulósicos, BP.IC; 19/10995-6 - Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados lignocelulósicos enriquecidos, BP.IC; 19/08579-4 - Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados lignocelulósicos enriquecidos, BP.JP.BIOEN - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Genética molecular Bioenergia Saccharomyces cerevisiae Locos de características quantitativas Bioetanol Leveduras Materiais lignocelulósicos Biomassa Cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Experimental Evolution | lignocellulosic inhibitors | quantitative trait loci | Saccharomyces cerevisiae | Second Generation Ethanol | stress tolerance | Genética Molecular

Resumo

O estabelecimento bem-sucedido de uma indústria de etanol de segunda geração (2G) exige inovações tecnológicas importantes que ainda estão à espera de implementação efetiva. Um deles é o desenvolvimento de linhagens de levedura capazes de suportar compostos tóxicos (isto é, inibidores) durante a fermentação de hidrolisados lignocelulósicos (LCHs) derivados da biomassa da cana-de-açúcar. Este projeto coloca a questão de como a tolerância aos inibidores de LCH pode ser melhorada na levedura Saccharomyces cerevisiae pelo uso de ferramentas modernas de genética molecular e biologia sintética. Para abordar esta importante questão, estabelecemos um eixo colaborativo entre os grupos pertencentes ao Instituto de Pesquisas em Bioenergia (IPBEN, UNESP), o Laboratório Brasileiro de Ciência e Tecnologia (CTBE), e os principais parceiros da Universidade de São Paulo (IPBEN, UNESP) USP) e a Universidade de Queensland, Austrália. A rede colaborativa aproveitará abordagens experimentais inovadoras, tais como protocolos alternativos de evolução de laboratório adaptativo, mapeamento de loci de "quantitative traists", sequenciamento de próxima geração, competição assistida por citometria de fluxo e testes de fenotipagem, para descobrir a base genética da tolerância da levedura a hidrolisado rico em inibidores (LCH) do bagaço de cana-de-açúcar. O conhecimento produzido será fundamental para a concepção racional de uma linhagem de levedura hiper tolerante a LCHs, a qual será construída aplicando ferramentas modernas de genética molecular e a tecnologia de edição do genoma CRISPR / Cas9. A levedura sintética resultante é proposta para servir como um "chassi" robusto sobre o qual outras modificações genéticas (como o metabolismo das pentoses) podem ser adicionadas para produzir uma cepa de referência adequada para a produção de etanol celulósico. (AU)

Publicações científicas

(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)

JACOBUS, ANA PAULA; STEPHENS, TIMOTHY G.; YOUSSEF, PIERRE; GONZALEZ-PECH, RAUL; CICCOTOSTO-CAMP, MICHAEL M.; DOUGAN, KATHERINE E.; CHEN, YIBI; BASSO, LUIZ CARLOS; FRAZZON, JEVERSON; CHAN, CHEONG XIN; et al. Comparative Genomics Supports That Brazilian Bioethanol Saccharomyces cerevisiae Comprise a Unified Group of Domesticated Strains Related to Cachaca Spirit Yeasts. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 12, APR 15 2021. (17/24453-5, 13/15743-9, 18/15159-9)

JACOBUS, ANA P.; BARRETO, JONECLEI A. .; BEM, LUCAS S. DE; MENEGON, YASMINE A. .; FIER, ICARO; BUENO, JOAO G. R.; SANTOS, LEANDRO V. DOS; GROSS, JEFERSON. EasyGuide Plasmids Support in Vivo Assembly of gRNAs for CRISPR/ Cas9 Applications in Saccharomyces cerevisiae. ACS SYNTHETIC BIOLOGY, v. 11, n. 11, p. 6-pg., 2022-10-18. (17/13972-1, 17/24453-5, 20/07918-7)

JACOBUS, ANA PAULA; GROSS, JEFERSON; EVANS, JOHN H.; CECCATO-ANTONINI, SANDRA REGINA; GOMBERT, ANDREAS KAROLY; MATTANOVICH, D; NIKEL, PI. Saccharomyces cerevisiae strains used industrially for bioethanol production. NON-CODING GENOME, v. 65, n. 2, p. 15-pg., 2021-01-01. (17/08464-7, 17/24453-5, 18/19139-2)