Implementação de um ciclo de "Design-Build-Test-Learn" para construção racional de plataformas microbianas produtoras de ácido mucônico

• Processo: 20/16187-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Cintia Regina Sargo
• Beneficiário: Cintia Regina Sargo
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Adilson José da Silva ; Gabriela Felix Persinoti ; Leandro Vieira dos Santos ; Leticia Maria Zanphorlin ; Paulo Jorge Lopes Maia da Silva ; Tatiani Brenelli de Lima
• Assunto(s): Engenharia metabólica Recursos renováveis Substratos Bioeconomia Bioprocessos Escherichia coli
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ácido cis | cis-mucônico | Escherichia coli | protocatecuato descarboxilases | Substratos renováveis | via do chiquimato | 13C-Fluxômica | Engenharia Metabólica de Sistemas

Resumo

A transição de uma economia baseada em recursos fósseis para uma bioeconomia baseada na utilização sustentável de recursos renováveis tem papel central na mitigação das emissões globais de gases do efeito estufa e poluição ambiental. Neste contexto, o emprego de microrganismos como plataformas capazes de converter, de forma eficiente, matérias-primas renováveis em uma variedade de bioquímicos, biocombustíveis e biomateriais, tem sido considerado uma alternativa promissora para esta transição. Com essa motivação, a presente proposta visa desenvolver plataformas microbianas capazes de produzir ácido cis, cis-mucônico, um intermediário químico que vem despertando interesse pela sua aplicação como intermediário para síntese de uma variedade de bioplásticos, principalmente, o polietileno tereftálico (PET) e nylon-6,6, indispensáveis para a sociedade moderna, e que tradicionalmente são obtidos por rotas petroquímicas. Para tanto, propõe-se implementar um ciclo iterativo de "Design-Build-Test-Learn" associado a uma abordagem multidisciplinar baseada em ferramentas de engenharia metabólica de sistemas, incluindo modelagem matemática em escala genômica, prospecção de enzimas em bibliotecas metagenômicas, técnicas avançadas de edição genética e a integração de metabolômica e 13C-Fluxômica, a fim de acelerar a construção de linhagens de Escherichia coli superprodutoras de ácido mucônico. Este projeto tem um grande potencial de contribuir para o desenvolvimento de um bioprocesso eficiente para a bioprodução de ácido mucônico a partir de substratos renováveis e abundantes, como glicose, disponível na integração com biorrefinarias de cana-de-açúcar, e glicerol, um resíduo abundante da indústria de biodiesel. (AU)