O impacto evolutivo da reprodução sexual ao longo de 5.000 gerações de leveduras e sua aplicação na engenharia de linhagens tolerantes ao etanol

• Processo: 13/24680-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Jeferson Gross
• Beneficiário: Jeferson Gross
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/15743-9 - O impacto evolutivo da reprodução sexual ao longo de 5.000 gerações de leveduras e sua aplicação na engenharia de linhagens tolerantes ao etanol, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Genômica Genética molecular Evolução molecular Leveduras Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Evolucao da reproducao sexual | Evolução de genomas | Evolução Experimental | Genética Molecular e de Microorganismos | Leveduras | tolerancia a etanol | Genomica, Genetica molecular, Evolucao

Resumo

Por que a reprodução sexual evoluiu se os organismos podem simplesmente se multiplicar clonalmente? Esta pergunta representa um dos problemas mais tenazes da biologia evolutiva. Historicamente, o foco maior de debate vem sendo os benefícios que o sexo pode conferir aos indivíduos ou espécies. A reprodução sexual é uma mistura de genomas parentais para segregar na prole uma coleção variada de genes. Se a variabilidade genética está no cerne do fenômeno sexual, porque então não se focar em um escrutínio cuidadoso da diversidade genômica que é produzida durante o sexo? Este projeto irá utilizar sequenciamento de última geração para monitorar comparativamente a variabilidade genética ocorrendo nos genomas de populações sexuais versus assexuais. Três populações sexuais e três clonais da levedura Schizosaccharomyces japonicus serão propagadas em paralelo por um ano e nove meses (~5.000 gerações) por transferências seriais em meio contendo etanol (o ambiente seletivo). Esporulação (meiose) será induzida uma vez por semana nas populações sexuais, enquanto que ensaios periódicos de "fitness" e competição irão medir comparativamente a adaptação evolutiva das populações ao estresse de etanol. Durante o período da evolução a variação genética irá ser identificada por meio de sequenciamento semestral do genoma, tanto das linhagens sexuais como das clonais. Em um protocolo similar, a variabilidade genética será monitorada em uma linhagem sexual Saccharomyces cerevisiae PE-2 que irá evoluir em condições de fermentação de cana-de-açúcar. Por meio do mapeamento da evolução genômica, tanto de linhagens sexuais e clonais, este projeto vai gerar uma descrição minuciosa e comparativa da evolução sexual versus clonal, assim irá disponibilizar novos meios de se investigar as vantagens evolutivas do sexo e suas potenciais aplicações no desenvolvimento de linhagens industriais de levedura. (AU)