Fermentação bioelétrica aplicada a Saccharomyces cerevisiae: compreensão do metabolismo e seus efeitos na produção de etanol

• Processo: 19/10254-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Marcelo Falsarella Carazzolle
• Beneficiário: Marcelo Falsarella Carazzolle
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Assunto(s): Biologia computacional Transcriptômica Metabolômica Produção de etanol Biocombustíveis Fermentação Saccharomyces cerevisiae Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fermentação bioelétrica | Metabolomica | Produção de etanol | Transcriptômica | Bioinformática

Resumo

Atualmente, o etanol é o biocombustível mais consumido no mundo. No Brasil existem três tipos de processos industriais para produção de etanol, conhecidos como "Primeira Geração" (1G), "Segunda Geração" (2G) e etanol de milho. Na produção de etanol 1G é utilizado o caldo da cana-de-açúcar e o melaço (resultante da produção de açúcar) que é convertido para etanol utilizando leveduras industriais da espécie Saccharomyces cerevisiae. No contexto de tentar aumentar o rendimento fermentativo, diversos trabalhos descritos na literatura têm mostrado que a aplicação de uma corrente elétrica durante a fermentação consegue estimular o metabolismo de diversos microrganismos, incluindo leveduras. Também existe uma tecnologia no Brasil aplicada em escala industrial (tecnologia MBE2 da empresa MAHLE Metal Leve S.A) que consiste num sistema bioelétrico que atua em fermentadores industriais e tem resultado numa maior produção de etanol em torno de 10%. Apesar das diversas demonstrações desse fenômeno em escala de laboratório e industrial, nenhum trabalho estudou os mecanismos moleculares envolvidos no estímulo gerado pela passagem de uma corrente elétrica no meio de fermentação. Embora já realizado em diversas bactérias, também não foi identificado nenhum estudo tentando produzir leveduras geneticamente modificadas para o aumento da interação com os eletrodos. Nesse contexto, este projeto visa estudar as modificações nos perfis metabólicos e transcricionais de leveduras industriais Saccharomyces cerevisiae que ocorrem devido à aplicação de corrente elétrica em fermentações de etanol e realizar modificações genéticas para estimular o aumento dessa interação. (AU)