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Biologia sistêmica e biologia sintética para a re-engenharia de vias metabólicas em Saccharomyces cerevisiae: lidando com a tolerância ao etanol

Processo: 17/08463-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de abril de 2019 - 31 de março de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Convênio/Acordo: BE-BASIC Consortium
Pesquisador responsável:Guilherme Targino Valente
Beneficiário:Guilherme Targino Valente
Pesq. responsável no exterior: Arnold Jacob Mathieu Driessen
Instituição no exterior: University of Groningen, Holanda
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
Pesq. associados:Jayme Augusto de Souza-Neto ; Rafael Plana Simões ; Rejane Maria Tommasini Grotto ; Sarita Candida Rabelo
Assunto(s):Engenharia genética  Transcriptoma  Biologia sistêmica  Biotecnologia  Proteoma 

Resumo

O bioetanol tem se mostrado uma excelente fonte de energia alternativa aos combustíveis fósseis. A levedura Saccharomyces cerevisiae é o principal microrganismo utilizado na produção do bioetanol. No entanto, a concentração de etanol é um dos fatores limitantes para a sua própria produção em virtude de, em altas concentrações, este composto perturba as células e reduz a produtividade. Apesar de muitos estudos sobre este tópico, os aspectos sistêmicos deste processo ainda são pouco compreendidos e a seleção de genes-alvo para trabalhos de engenharia genética que visem melhorar a tolerância ao etanol não é trivial. A FAPESP concedeu um projeto (FAPESP 2015/12093-9, sendo o Guilherme Valente o outorgado) focado no uso de OMICs, biologia celular e biologia de sistemas para estudar a tolerância ao etanol em leveduras S. cerevisiae. Resultados preliminares mostram que as características da rede estão relacionadas com a tolerância ao etanol e que a taxa de crescimento e a viabilidade celular não são os principais atributos que influenciam no aumento dessa tolerância. Isso indica que que as abordagens reducionistas podem não ser as melhores alternativas para elencar genes candidatos para a engenharia genética a fim de melhorar este fenótipo. O objetivo desta proposta é identificar as sub-redes responsáveis pela tolerância ao etanol e proporcionar uma implementação tecnológica utilizando essas informações. Para isso, nós propomos usar a tecnologia CRISPR-Cas9 para edição de genes e modificar o funcionamento dos sistemas. O trabalho proporcionará uma visão mais profunda dos processos que determinam a tolerância ao etanol, os quais serão utilizados no desenvolvimento de novas linhagens com maior eficiência na produção de etanol bem como mais tolerantes à esse composto. Além disso, também contribuirá para a qualificação profissional dos estudantes brasileiros, os quais estarão participando ativamente de uma colaboração internacional. Os alunos serão treinados no uso da tecnologia CRISPR-Cas9 e haverá transferências de conhecimento da Holanda para o Brasil e vice-versa. Em geral, o programa resultará em um avanço no desenvolvimento tecnológico. (AU)

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