Análise da co-regulação transcricional e identificação de genes de interesse biotecnológico em Trichoderma reesei

• Processo: 15/08222-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2015
• Data de Término da vigência: 04 de julho de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Beneficiário: Gustavo Pagotto Borin
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/18987-7 - Construção de cepas mutantes de Trichoderma reesei e análise de elementos regulatórios para identificar e caracterizar novos genes com potencial biotecnológico na degradação de lignocelulose, BE.EP.DR
• Assunto(s): Trichoderma reesei Microbiologia Metabolômica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Etanol de segunda geração | Metabolomica | Mutantes | rede gênica | Trichoderma reesei | Microbiologia

Resumo

A parede celular vegetal é uma estrutura recalcitrante, composta por polissacarídeos complexos que podem ser quebrados em açúcares fermentáveis, para a produção do que é denominado de etanol de segunda geração. A desconstrução desse material complexo pode ser feita por diversos tipos de enzimas hidrolíticas, que são produzidas naturalmente por uma variedade de microrganismos. Entre eles, o fungo Trichoderma reesei se destaca pela capacidade de produzir e secretar estas enzimas em grandes quantidades. Embora este fungo seja muito estudado como organismo modelo na desconstrução de lignocelulose, apenas recentemente abordagens de transcriptômica e proteômica com T. reesei RUT C30 crescido em duas biomassas vegetais de cana-de-açúcar foram realizados. Em um projeto de mestrado recentemente concluído pelo candidato foi avaliado o perfil de expressão e secreção de proteínas envolvidas na desconstrução da parede vegetal. O resultado do transcriptoma de T. reesei permitiu a identificação de uma série de genes diferencialmente expressos em colmo e bagaço de cana, os quais podem estar relacionados, direta ou indiretamente, à desconstrução e ao crescimento do fungo nesses substratos lignocelulósicos. Assim, este projeto de doutorado pretende dar continuidade a este projeto e estudar em mais detalhes os resultados obtidos. O objetivo da presente proposta é analisar a co-regulação de genes diferencialmente expressos no transcriptoma de T. reesei pela análise de uma rede de co-regulação gênica, bem como construir e validar cepas mutantes deste fungo para identificação de genes, até então de função desconhecida, que possam ser de interesse biotecnológico, como novas enzimas lignocelulolíticas. Serão construídos mutantes knockout e superexpressando os genes selecionados para verificar seus perfis lignocelulolíticos, através de testes de crescimento em meios contendo diferentes fontes de carbono complexas, medindo a atividade enzimática contra diversos substratos, verificando a quantidade de açúcar liberado durante a sacarificação, entre outros. Como objetivos adicionais, pretende-se clonar, expressar, purificar e caracterizar uma ou algumas proteínas codificadas pelos genes candidatos que apresentarem perfis mais interessantes nos mutantes, e também realizar e analisar a metabolômica de T. reesei quando crescido em biomassa de cana-de-açúcar para identificar as principais vias metabólicas utilizadas pelo fungo. Ao fim deste projeto, espera-se identificar genes com potencial para aumento da sacarificação da biomassa vegetal de cana e da produção do etanol 2G. (AU)

Publicações científicas

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(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)

BORIN, GUSTAVO PAGOTTO; SANCHEZ, CAMILA CRISTINA; DE SANTANA, ELIANE SILVA; ZANINI, GUILHERME KEPPE; CORREA DOS SANTOS, RENATO AUGUSTO; PONTES, ANGELICA DE OLIVEIRA; DE SOUZA, ALINE TIEPPO; TAVARES SOARES DAL'MAS, ROBERTA MARIA MENEGALDO; RIANO-PACHON, DIEGO MAURICIO; GOLDMAN, GUSTAVO HENRIQUE; et al. Comparative transcriptome analysis reveals different strategies for degradation of steam-exploded sugarcane bagasse by Aspergillus niger and Trichoderma reesei. BMC Genomics, v. 18, JUN 30 2017. (11/08945-9, 15/08222-8, 14/15799-7, 13/09541-4, 14/11733-1, 14/11766-7)

KAUPERT NETO, ANTONIO ADALBERTO; BORIN, GUSTAVO PAGOTTO; GOLDMAN, GUSTAVO HENRIQUE; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; DE CASTRO OLIVEIRA, JULIANA VELASCO. Insights into the plant polysaccharide degradation potential of the xylanolytic yeast Pseudozyma brasiliensis. FEMS Yeast Research, v. 16, n. 2, MAR 2016. (13/18910-3, 14/11766-7, 15/08222-8)

BONIN, GUSTAVO PAGOTTO; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA; CORREA DOS SANTOS, RENATO AUGUSTO; RIANO-PACHON, DIEGO MAURICIO; DE CASTRO OLIVEIRA, JULIANA VELASCO. Gene Co-expression Network Reveals Potential New Genes Related to Sugarcane Bagasse Degradation in Trichoderma reesei RUT-30. FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 6, OCT 22 2018. (14/11766-7, 17/18987-7, 15/08222-8, 14/15799-7)

BORIN, GUSTAVO PAGOTTO; OLIVEIRA, JULIANA VELASCO DE CASTRO. Assessing the intracellular primary metabolic profile of Trichoderma reesei and Aspergillus niger grown on different carbon sources. FRONTIERS IN FUNGAL BIOLOGY, v. 3, p. 20-pg., 2022-09-27. (15/08222-8, 17/18987-7, 22/00474-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BORIN, Gustavo Pagotto. Análise da co-regulação transcricional e identificação de genes de interesse biotecnológico em Trichoderma reesei. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.