Estudo da expressão de fatores de transcrição de Aspergillus niger possivelmente relacionados à degradação de biomassa vegetal

• Processo: 14/04461-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Beneficiário: Guilherme Keppe Zanini
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Bioetanol Biocombustíveis de segunda geração Enzimas hidrolíticas Biologia molecular Expressão gênica Aspergillus niger Degradação de biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aspergillus niger | enzimas hidrolíticas | Etanol de segunda geração | expressão gênica | Fator de transcrição | Biologia Molecular

Resumo

A dependência de fontes de combustíveis fósseis bem como a preocupação com o meio ambiente tem gerado mundialmente um grande interesse no desenvolvimento de outras fontes de energia. Neste sentido, o uso de etanol como combustível é vantajoso por se tratar de uma fonte inesgotável de energia, além de ser considerada de baixo impacto ambiental. Atualmente, através da fermentação do caldo da cana-de-açúcar, o Brasil é o segundo maior produtor de bioetanol. Entretanto, estudos sugerem que se forem utilizados o bagaço e a palha da cana, o Brasil pode dobrar sua produção, sem a necessidade do aumento de áreas cultiváveis. No entanto, o uso dessa biomassa apresenta como desafio a degradação da estrutura da parede celular vegetal formada por açúcares complexos, em açúcares mais simples, fermentáveis. Para isso, são necessários diversos tipos de enzimas hidrolíticas, que naturalmente são produzidas por uma variedade de microrganismos; dentre eles destaca-se o fungo Aspergillus niger, capaz de produzí-las e secretá-las em grandes quantidades. Apesar de anos de pesquisa e desenvolvimento com A.niger, seus mecanismos moleculares envolvidos na produção das enzimas hidrolíticas ainda não são bem conhecidos. Neste sentido, é de grande relevância avaliar quais são os fatores de transcrição envolvidos no processo de degradação de biomassa, uma vez que eles são os maiores reguladores da expressão da rede gênica de um organismo/célula, tendo um papel fundamental em quase todos os processos biológicos. Esta proposta de iniciação científica será desenvolvida em um projeto FAPESP que está em andamento (Auxílio à Pesquisa Regular - 2011/08945-9), cujo objetivo está sendo de analisar a expressão gênica global do A. niger crescido em bagaço e colmo de cana como fontes únicas de carbono pela técnica de sequenciamento high-throughput de RNA (RNA-Seq). Neste trabalho foram identificados diversos fatores de transcrição putativos sendo hiper-expressos quando o fungo cresce em meio contendo os substratos recalcitrantes como fonte exclusiva de carbono, em relação a nossa condição controle de crescimento em frutose. A presente proposta tem como objetivo validar a expressão por PCR em tempo real de alguns destes fatores de transcrição encontrados, através do crescimento de A. niger em diferentes fontes de carbono. Além de contribuir com o entendimento básico do processo de degradação da biomassa da cana-de-açúcar, este trabalho refletirá em novas perspectivas para o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos, identificando novos genes com aplicações biotecnológicas.