Prospecção e avaliação do uso biotecnológico de genes envolvidos na modificação estrutural da celulose cristalina em cana-de-açúcar

• Processo: 16/25785-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Tatiane da Franca Silva
• Beneficiário: Tatiane da Franca Silva
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Lorena
• Pesquisadores associados: Andre Luis Ferraz ; Elisson Antonio da Costa Romanel
• Assunto(s): Cana-de-açúcar Genética molecular vegetal Hidrólise enzimática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cana-de-açúcar | estrutura da celulose | Etanol Lignocelulósico | expansinas | Hidrólise enzimática | proteínas acessórias | Genética Molecular Vegetal

Resumo

Um dos principais embargos a produção de etanol de segunda geração a partir do bagaço da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é o custo elevado com enzimas na etapa de sacarificação. As características recalcitrantes da biomassa consomem uma elevada carga enzimática necessária para a hidrólise dos polissacarídeos da parede celular. Durante a etapa de sacarificação as celulases possuem um limitado acesso as microfibrilas de celulose cristalina, presentes em um arranjo altamente empacotado. Estudos prévios mostram que as proteínas vegetais Expansinas são capazes de atuar em sinergismo com as celulases, promovendo a desorganização das microfibrilas tornando-a mais acessível aos complexos enzimáticos. Embora as características da parede celular sejam um dos principais fatores que afetam a produção de etanol, pouco se sabe sobre os genes que influenciam a estrutura das microfibrilas de celulose em cana-de-açúcar. Neste contexto, o presente projeto propõem identificar e caracterizar os genes que compõem a família multigênica de Expansina em cana-de-açúcar; verificar a correlação do perfil de expressão destes genes com a organização estrutural dos tecidos do colmo e analisar o efeito da adição destas proteínas em coquetéis enzimáticos genéricos, buscando maior especificidade para a biomassa desta espécie. Através desta abordagem pretende-se contribui com o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos customizados, favorecendo significativamente a viabilidade do processo de hidrólise do bagaço. (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)

FANELLI, AMANDA; RANCOUR, DAVID M.; SULLIVAN, MICHAEL; KARLEN, STEVEN D.; RALPH, JOHN; RIANO-PACHON, DIEGO MAURICIO; VICENTINI, RENATO; SILVA, TATIANE DA FRANCA; FERRAZ, ANDRE; HATFIELD, RONALD D.; et al. Overexpression of a Sugarcane BAHD Acyltransferase Alters Hydroxycinnamate Content in Maize Cell Wall. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, APR 21 2021. (21/02352-8, 14/17486-6, 16/24391-7, 16/25785-9)

FANELLI, AMANDA; REINHARDT, LAURIE; MATSUOKA, SIZUO; FERRAZ, ANDRE; SILVA, TATIANE DA FRANCA; HATFIELD, RONALD D.; ROMANEL, ELISSON. Biomass composition of two new energy cane cultivars compared with their ancestral Saccharum spontaneum during internode development. BIOMASS & BIOENERGY, v. 141, OCT 2020. (14/06923-6, 14/17486-6, 16/24391-7, 16/25785-9)

MIRA, WILLIAM; HEINZ, OTTO; GONCALVEZ, ALINE; CREMA, LARISSA; VICENTINI, RENATO; CARDOSO, SAMARA; BERTO, GABRIELA LEILA; DIAS, ISABELLA K. R.; ARANTES, VALDEIR; ROMANEL, ELISSON; et al. SacEXP32 sugarcane expansin gene expression increases cell size and improves biomass digestibility. JOURNAL OF PLANT BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY, v. 33, n. 3, p. 13-pg., 2024-06-08. (14/17486-6, 16/24391-7, 16/25785-9, 14/06923-6)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa