BEYOND: estabelecendo uma fábrica celular fúngica para produção de proteínas recombinantes

• Processo: 22/05731-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: André Ricardo de Lima Damasio
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Fábio Márcio Squina ; Rosana Goldbeck Coelho
• Pesquisadores associados: Lucas Miguel de Carvalho ; Marcelo Ventura Rubio ; Sarita Candida Rabelo ; Uffe Hasbro Mortensen
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/01826-4 - Estudo da influência da morfologia de cepas recombinantes de Aspergillus oryzae na produção de proteínas alternativas em cultivo em biorreator, AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01711-5 - Construção de um modelo metabólico de Aspergillus oryzae: Guiando a produção de proteínas recombinantes para fermentação de precisão., BP.DD; 24/14844-0 - Estudos estruturais e bioquímicos de LPMOs AA9 recombinantes de basidiomicetos, BP.DD; 24/12776-8 - Meio de cultivo alternativo para carne cultivada: aplicação de hidrolisados proteicos e proteína recombinante, BP.DR; + mais bolsas vinculadas 24/03892-4 - Estudos bioquímicos de PAZymes recombinantes produzidas por cepas engenheiradas de Aspergillus oryzae, BP.DD; 24/02154-0 - Expressão de proteínas heterólogas para o cultivo de carne cultivada e produtos análogos do tipo plant-based, BP.DD; 24/02283-4 - Apoio Técnico ao desenvolvimento de Enzimas Ativas em Plásticos (PAZymes), BP.TT; 23/12398-0 - Prospecção em bancos de dados públicos, clonagem e produção de hidrofobinas recombinantes em a. oryzae, BP.IC; 23/08832-7 - Engenharia e Caracterização de uma Poliesterase Aromática Degradadora de Plástico., BP.IC; 23/12218-2 - Deleção multiplex de proteínas secretadas em Aspergillus oryzae: um secretoma mínimo, BP.PD; 22/14112-4 - Desenvolvimento de uma coleção de enzimas termofílicas extremas ativas na conversão de plásticos pet, BP.DD; 23/10777-4 - Apoio Técnico ao desenvolvimento de Enzimas Ativas em Plásticos (PAZymes), BP.TT; 21/04254-3 - Desenvolvimento de conceitos de biorrefinaria via conversão de ácido cumarico em compostos de alto valor, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Biologia de sistemas Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos Proteínas recombinantes Proteínas fúngicas Proteína microbiana Fungos filamentosos Aspergillus oryzae
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alternative Proteins | Aspergillus Oryzae | fungal cell factory | LPMOs | PAZymes | systems biology | Microbial cell factories

Resumo

Os fungos filamentosos são capazes de produzir e secretar uma variedade de enzimas. Fungos do gênero Aspergilus sp. e Trichoderma sp. são as principais células utilizadas para a produção industrial de enzimas. Aspergillus oryzae é reconhecido como GRAS (generally regarded as a safe organism) e tem a capacidade de secretar um alto título de proteínas. Portanto, A. oryzae tem sido usado como uma fábrica microbiana de baixo custo para a produção de proteínas recombinantes e tem potencial para ser engenheirada com o objetivo de otimizar a via e secreção de proteínas. O objetivo geral é estabelecer o fungo filamentoso A. oryzae como uma fábrica microbiana robusta e economicamente viável para a produção de proteínas recombinantes para diferentes aplicações. Para isso, queremos aproveitar o conceito de biologia sintética (aprender, projetar, construir e testar) combinando biologia de sistemas, engenharia genética de fungos, seleção de proteínas recombinantes com aplicações biotecnológicas, bioprocessos e análise técnico-econômica. Para isso, este projeto está dividido em cinco objetivos: (Objetivo 1) Indução da via secretora de A. oryzae utilizando resíduos agroindustriais; (Objetivo 2) Remoção de proteínas secretadas pelo hospedeiro por deleção multiplex de genes alvo; (Objetivo 3) Produção de proteínas recombinantes com aplicações biotecnológicas; (Objetivo 4) Avaliação da produtividade e função de proteínas recombinantes; e (Objetivo 5) Fermentação de cepas fúngicas e análise técnico-econômica. Propomos trabalhar com três grupos de proteínas: (1) monooxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs); (2) Enzimas ativas em plásticos (PAZymes); e (3) proteínas alternativas aplicadas à produção de carnes vegetais e cultivadas. Assumindo que o trabalho integrado de nossa equipe resultará em uma cepa de A. oryzae engenheirada e robusta produzindo altos títulos de diferentes proteínas recombinantes usando um resíduo agroindustrial como indutor, experimentos de transcriptoma, proteoma e metaboloma serão realizados para entender como as cepas recombinantes se adaptam à alta demanda pela via secretora. Esses dados serão usados para construir um genome-scale metabolic model (GEM) para A. oryzae, o que permitirá planejar novas mutações para melhoramento genético da cepa. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

DE FIGUEIREDO, FERNANDA LOPES; CONTESINI, FABIANO JARES; TERRASAN, CESAR RAFAEL FANCHINI; GERHARDT, JAQUELINE ALINE; CORREA, ANA BEATRIZ; ANTONIEL, EVERTON PASCHOAL; WASSANO, NATALIA SAYURI; LEVASSOR, LUCAS; RABELO, SARITA CANDIDA; FRANCO, TELMA TEIXEIRA; et al. Engineering the secretome of Aspergillus niger for cellooligosaccharides production from plant biomass. Microbial Cell Factories, v. 23, n. 1, p. 13-pg., 2024-11-29. (17/26370-0, 15/50612-8, 22/05731-2, 19/21609-0, 17/10083-1)

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WASSANO, NATALIA S.; DA SILVA, GABRIELA B.; REIS, ARTUR H.; GERHARDT, JAQUELINE A.; ANTONIEL, EVERTON P.; AKIYAMA, DANIEL; REZENDE, CAROLINE P.; NEVES, LEANDRO X.; VASCONCELOS, ELTON J. R.; DE FIGUEIREDO, FERNANDA L.; et al. Sirtuin E deacetylase is required for full virulence of Aspergillus fumigatus. COMMUNICATIONS BIOLOGY, v. 7, n. 1, p. 17-pg., 2024-06-08. (18/09948-0, 20/06151-4, 22/03075-0, 21/04977-5, 22/02992-0, 22/05731-2)

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TRAMONTINA, ROBSON; SCOPEL, EUPIDIO; CARDOSO, VICTOR GUSTAVO KELIS; MARTINS, MANOELA; DA SILVA, MARCOS FELLIPE; FLAIBAM, BARBARA; SALVADOR, MARCOS J.; GOLDBECK, ROSANA; DAMASIO, ANDRE; SQUINA, FABIO MARCIO. Hydroxycinnamic Acid Extraction from Multiple Lignocellulosic Sources: Correlations with Substrate Composition and Taxonomy for Flavoring and Antioxidant Applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 72, n. 50, p. 12-pg., 2024-12-05. (20/02871-2, 22/08958-8, 19/19360-3, 21/04254-3, 22/05731-2, 21/09693-5, 15/50590-4)