Metagenômica e metatranscriptômica do microbioma de rúmen para a descoberta de genes degradadores de biomassa

• Processo: 12/03848-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia
• Pesquisador responsável: Rodrigo Mendes
• Beneficiário: Rodrigo Mendes
• Instituição Sede: Embrapa Meio-Ambiente. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). Jaguariúna , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 12/24588-4 - Dinâmica do microbioma ruminal de ovinos (Ovis aries) e sua relação com a degradação de biomassa, BP.DR
• Assunto(s): Metagenômica Transcriptômica Biocombustíveis Degradação de biomassa Energia renovável Sequenciamento de nova geração Expressão gênica Rúmen Caprinos Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa | expressão heteróloga | metagenômica | metatranscriptômica | Microbioma | Microbiologia Agrícola

Resumo

O Brasil é considerado um dos líderes internacionais em matéria de biocombustíveis. Embora biocombustíveis derivados de plantas lignocelulósicas representem uma importante alternativa de energia renovável, o grande desafio da sua produção em escala industrial está na despolimerização enzimática ineficiente da fibra vegetal. Uma das formas de superar este problema é o engenheiramento de enzimas conhecidas, a qual tem sido limitada a um grupo restrito de moléculas. Alternativamente, a recuperação de enzimas a partir de comunidades microbianas evoluídas naturalmente em ambientes de degradação de biomassa, como o rúmen de ruminantes, oferece uma estratégia promissora para a identificação de novas enzimas lignocelulósicas com melhor atividade. Neste cenário, a abordagem metagenômica é uma poderosa ferramenta para a descoberta de novos genomas e genes ativos na degradação da biomassa. Utilizando as estratégias de metagenômica e metatranscriptômica que incluem, respectivamente, o isolamento de DNA e RNA de rúmen, posterior construção de bibliotecas, sequenciamento de segunda geração e bioinformática, seguida de expressão heteróloga de genes, este projeto objetiva o estudo do rúmen de caprinos como fonte para a descoberta de novas enzimas. O rúmen de caprinos que é um sistema biológico onde micro-organismos degradadores de biomassa são naturalmente enriquecidos facilitando a bioprospecção direcionada à busca de novos genes e enzimas associadas à hidrólise do material vegetal. O projeto proposto irá prover um significativo avanço no entendimento fundamental da diversidade genômica, funções naturais, e capacidade metabólica de microrganismos associados à degradação de biomassa. O entendimento dos agentes e mecanismos envolvidos na hidrólise proverá meios para a obtenção de novas moléculas a serem empregadas na indústria de biocombustíveis. (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)

LOPES, LUCAS DANTAS; DE SOUZA LIMA, ANDRE OLIVEIRA; TAKETANI, RODRIGO GOUVEA; DARIAS, PHILLIP; FE DA SILVA, LILIA RAQUEL; ROMAGNOLI, EMILIANA MANESCO; LOUVANDINI, HELDER; ABDALLA, ADIBE LUIZ; MENDES, RODRIGO. Exploring the sheep rumen microbiome for carbohydrate-active enzymes. ANTONIE VAN LEEUWENHOEK INTERNATIONAL JOURNAL OF GENERAL AND MOLECULAR MICROBIOLOGY, v. 108, n. 1, p. 15-30, JUL 2015. (10/50799-7, 12/03848-8, 12/24588-4)