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Diversidade e prospecção de metagenoma microbiano em fermentadores de biogás produzindo H2

Processo: 09/01823-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2010
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Valeria Maia Merzel
Beneficiário:Geizecler Tomazetto
Instituição-sede: Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas (CPQBA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Paulínia , SP, Brasil
Assunto(s):Bioprospecção   Biogás   Digestão anaeróbia   Metanogênese

Resumo

A energia mundial é essencialmente dependente dos combustíveis fósseis, porém, as reservas desses combustíveis são limitadas e a sua utilização tem impactos ambientais consideráveis. Em países desenvolvidos existe um grande esforço para promover a transição da energia não-renovável para uma energia renovável e menos poluente. Nesse contexto, a biomassa é considerada como a principal fonte de energia renovável em substituição ao petróleo, a qual representa uma fonte de baixo custo e geograficamente distribuída, contribuindo para a geração de energia descentralizada e evitando a existência de monopólio. A digestão anaeróbica compreende a degradação de resíduos orgânicos, a biomassa, que é realizada por uma comunidade complexa de microrganismos anaeróbicos. Esse processo biológico ocorre em três etapas: hidrólise, acidogênese e metanogênese. Durante a hidrólise os compostos complexos são degradados em componentes solúveis de baixo peso molecular, os quais são fermentados por bactérias anaeróbicas (acidogênese e acetogênese) em alcoóis, ácido acético, ácidos voláteis, hidrogênio (H2) e dióxido de carbono (CO2). A partir destes produtos gerados nestas etapas, as arquéias metanogênicas utilizam esses produtos como substrato na síntese do metano, o principal componente do biogás. Assim como o biogás, o hidrogênio apresenta basicamente as mesmas características de combustível renovável e ecologicamente correto. No entanto, o hidrogênio produz três vezes mais energia específica por unidade de massa, quando comparado ao metano, e sua combustão gera apenas moléculas de água. A conversão dos resíduos orgânicos em biogás ou hidrogênio através da digestão anaeróbica, entretanto, requer uma série complexa de reações bioquímicas realizadas por diversos grupos de microrganismos, e mais estudos são necessários para elucidar as limitações inerentes a esse processo. Tendo em vista a necessidade de analisar a composição e o funcionamento da comunidade produtora de biogás, esse trabalho visa caracterizar a microbiota de reatores anaeróbicos para o tratamento de esgoto, instalados em Campinas (Estação de Piçarrão) pela companhia SANASA, os quais operam ininterruptamente na produção de biogás, visando a sua exploração biotecnológica através de uma abordagem metagenômica. A bioprospecção genômica microbiana é uma estratégia inovadora na área de digestão anaeróbica de resíduos orgânicos e que poderá gerar tecnologia de grande impacto econômico para o setor energético.

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)
TOMAZETTO, GEIZECLER; WIBBERG, DANIEL; SCHLUETER, ANDREAS; OLIVEIRA, VALERIA M. New FeFe-hydrogenase genes identified in a metagenomic fosmid library from a municipal wastewater treatment plant as revealed by high-throughput sequencing. Research in Microbiology, v. 166, n. 1, p. 9-19, JAN 2015. Citações Web of Science: 3.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
TOMAZETTO, Geizecler. Diversidade e prospecção de metagenoma microbiano em fermentadores de biogás produzindo H2. 2013. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia.

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