Avaliação do papel de genes de Burkholderia sacchari associados à mobilização de poli-3-hidroxibutirato em linhagens recombinantes de Escherichia coli

• Processo: 15/17399-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: José Gregório Cabrera Gomez
• Beneficiário: Arthur Shigueru Umeda
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Engenharia metabólica Engenharia genética Proteínas recombinantes Poli-hidroxialcanoatos Burkholderia Ácido 3-hidroxibutírico Ralstonia eutropha Escherichia coli Extrusão termoplástica Análise biológica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Burkholderia sacchari | Linhagens recombinantes de Escherichia coli | LonA | Mobilização de P3HB | P3HB despolimerase intracelular | Engenharia metabólica

Resumo

Polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres de hidroxialcanoatos (HAs) sintetizados por inúmeras bactérias como componentes do estoque intracelular de carbono e/ou energia. Dentre os diversos PHA existentes, o mais conhecido é o poli-3-hidroxibutirato (P3HB), um homopolímero com propriedades termoplásticas, biodegradáveis e biocompatíveis. O processo de mobilização de PHA consiste na degradação intracelular dos grânulos previamente acumulados e ocorre em situações de demanda energética e/ou de fonte de carbono para o micro-organismo produtor, entretanto pouco se esclareceu sobre a ação destes mecanismos. Uma das estratégias adotadas para melhor compreender o metabolismo dos PHA é a clonagem de genes, cujos produtos estão envolvidos no metabolismo destes polímeros em linhagens recombinantes de Escherichia coli. Esse organismo se mostra um candidato interessante para tais construções, uma vez que apresenta o genoma já bem caracterizado, uma maquinaria molecular bem conhecida para engenharia genética, além de não possuir mecanismos naturais de síntese e degradação de PHA. Diversos trabalhos avaliaram os genes cujos produtos estão envolvidos na mobilização em Ralstonia eutropha, organismos modelo para estudos de PHA. Foi demonstrado que a expressão dos genes phaZa1 e lonA de Ralstonia eutropha em linhagens recombinantes de E. coli, desempenham um papel importante na mobilização de P3HB quando expressos simultaneamente na célula, indicando que haja uma interação entre seus produtos. O estudo do metabolismo de PHA na bactéria Burkholderia sacchari tem se mostrado interessante, uma vez que esta consiste em uma espécie capaz de produzir elevadas taxas de P3HB a partir de sacarose. O recente sequenciamento do genoma de B. sacchari nos permite o estudo mais detalhado dos produtos dos genes supostamente envolvidos neste metabolismo. Dado o exposto, o presente estudo visa avaliar o papel dos produtos dos genes de B. sacchari envolvidos no processo de mobilização de P3HB, em linhagens recombinantes de E. coli. A partir de uma linhagem de E. coli recombinante capaz de sintetizar P3HB serão construídas novas linhagens abrigando os genes phaZa1 e lonA de B. sacchari, expressos em duas condições: I) cada um dos genes sendo expressos isoladamente na célula; II) ambos os genes, phaZa1 e lonA, expressos concomitantemente. Desta forma, espera-se avaliar o papel de PhaZa1 e LonA na mobilização de P3HB, bem como detectar uma possível interação entre estas proteínas durante esse processo.