Análise da expressão gênica em mutantes knockouts de genes putativos de interesse industrial em Saccharomyces cerevisiae (linhagem PE-2)

• Processo: 12/09447-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 12 de julho de 2012
• Data de Término da vigência: 11 de outubro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Beneficiário: Nádia Maria Vieira Sampaio
• Supervisor: Juan Lucas Argueso Gomes de Almeida
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Colorado State University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 10/14131-1 - Caracterização fenotípica e fisiológica de mutantes de Saccharomyces cerevisiae (linhagem PE-2) para genes putativos de interesse industrial., BP.MS
• Assunto(s): Genômica Análise de sequência com séries de oligonucleotídeos Expressão gênica Leveduras Saccharomyces cerevisiae Biocombustíveis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocombustíveis | expressão gênica diferencial | Genes novos | leveduras industriais | Microarranjos | Genômica

Resumo

O melhoramento de linhagens de S. cerevisiae aplicado para aumentar a produtividade de etanol e a tolerância a estresses inerentes ao processo industrial é um ponto chave para tornar a produção de combustíveis renováveis ainda mais eficiente. No Brasil, a linhagem PE-2 é usada em muitas usinas devido a sua alta produtividade e robustez. Recentemente, o sequenciamento do genoma de JAY291, um esporo haploide derivado da linhagem PE-2 revelou um total de 21 genes preditos não identificados no genoma da linhagem padrão de laboratório, S288c. Estas duas linhagens são significativamente diferentes com relação ao desempenho fermentativo e à adaptação ao ambiente industrial. Com intuito de investigar se estes genes específicos da linhagem JAY291 contribuem para suas características desejáveis foi construída uma coleção de mutantes knockout. As 21 sequências foram deletadas, compreendendo quatro clusters gênicos e três genes individualmente. As linhagens mutantes foram co-cultivadas em xarope de cana-de-açúcar com a linhagem parental em ensaios de competição durante 15 ciclos. A cada 24 horas, 1% da cultura foi transferida para um novo meio. Variações na composição da população de células inicial (1:1) foram monitoradas a cada 5 ciclos. Uma drástica diminuição na população celular de duas linhagens mutantes em relação à parental foi observada, alcançando 2% de células mutadas ao final do ensaio. Além disso, ensaios fermentativos demonstraram uma queda de 4% no rendimento de uma linhagem knockout para um cluster de oito genes. A fim de se obter mais dados sobre a função destes genes, estão sendo realizados ensaios de superexpressão em JAY270 e inserção na linhagem S288c dos genes cuja deleção provocou efeitos fenotípicos mais significativos. Adicionalmente, pretendemos analisar a resposta transcricional das linhagens knockout durante o processo fermentativo com o uso da técnica de microarranjos de DNA. Esperamos identificar nestas regiões gênicas características associadas ao desempenho fermentativo, e que possam ser utilizadas futuramente em estudos de melhoramento genético da linhagem. (AU)