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Metagenoma do rúmen de ovinos: busca por bactérias e genes degradadores de biomassa

Processo: 14/00448-4
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2014
Vigência (Término): 31 de agosto de 2015
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia
Pesquisador responsável:Rodrigo Mendes
Beneficiário:Emiliana Manesco Romagnoli
Supervisor no Exterior: Christopher Dunlap
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Local de pesquisa : National Center for Agricultural Utilization Research (NCAUR), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:12/24588-4 - Dinâmica do microbioma ruminal de ovinos (ovis aries) e sua relação com a degradação de biomassa, BP.DR
Assunto(s):Biocombustíveis   DNA   Lignocelulose   Enzimas   Microbiologia agrícola

Resumo

Atualmente, o maior desafio para a produção industrial de biocombustíveis de segunda geração a partir da fibra vegetal, como o bagaço da cana-de-açúcar, está na destruição ineficiente da fibra vegetal, a qual está associada à baixa atividade das enzimas hidrolíticas disponíveis atualmente. A descoberta de enzimas a partir de comunidades microbianas evoluídas naturalmente em ambientes de degradação de biomassa, como o rúmen de animais, oferece uma estratégia promissora para a identificação de novas enzimas lignocelulíticas com melhor atividade. Assim, a metagenômica torna-se uma ferramenta poderosa para a descoberta de novos genomas e genes ativos na degradação da biomassa. O rúmen de ovinos é um sistema biológico onde micro-organismos degradadores de biomassa são naturalmente enriquecidos facilitando a bioprospecção direcionada à busca de novos genes e enzimas associadas à hidrólise do material vegetal. Neste contexto, no presente projeto objetiva-se o estudo do microbioma do rúmen de ovinos como fonte para a descoberta de novas enzimas para a produção de biocombustíveis. Para isso, serão acessadas as comunidades microbianas do rúmen de animais da raça Santa Inês alimentados com uma dieta base (controle) e de animais alimentados com uma dieta formulada para o enriquecimento de micro-organismos degradadores de bagaço de cana-de-açúcar. Serão usadas duas estratégias para o acesso da comunidade microbiana ruminal: 1) Sequenciamento do gene 16S rRNA, com o objetivo de se conhecer a estrutura das comunidades bacterianas presentes nos animais conduzidos sob diferentes dietas e para a identificação dos grupos enriquecidos durante a degradação da biomassa; e 2) Sequenciamento do DNA total, com o objetivo de avaliar o potencial metabólico dos micro-organismos do rúmen e identificar potencias genes degradadores de biomassa. Para isso, o fluído ruminal será amostrado ao longo do período de 60 dias, amostras serão selecionadas para o isolamento de DNA e posterior preparo das bibliotecas (16S rRNA e DNA total) para sequenciamento. O sequenciador de segunda geração PGMTM Ion Torrent será usado para a geração de sequências. As informações obtidas neste projeto abrirão novos horizontes rumo ao entendimento dadiversidade genômica, genes funcionais, e capacidade metabólica dos micro-organismos associados à degradação de biomassa, com grandes perspectivas para a obtenção de novas moléculas a serem empregadas na indústria de biocombustíveis. (AU)