Engenharia metabólica e identificação de QTLs relacionados à tolerância ao HMF em Saccharomyces cerevisiae

• Processo: 15/06677-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Beneficiário: Fellipe da Silveira Bezerra de Mello
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Engenharia metabólica Locos de características quantitativas Saccharomyces cerevisiae Bioenergia Etanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Etanol Lignocelulósico | Hmf | Qtl | Saccharomyces cerevisiae | Bioenergia

Resumo

A necessidade de substituição dos combustíveis fósseis frente aos problemas políticos, econômicos e ambientais têm motivado a pesquisa e o desenvolvimento de fontes renováveis de energia, sendo o bioetanol uma das principais alternativas. Leveduras empregadas em ambos os processos - primeira e segunda gerações - são responsáveis por uma parcela significativa na viabilidade dos modelos econômicos. No ambiente industrial os micro-organismos utilizados estão sujeitos à uma variedade de estresses que afetam negativamente a produção. Dessa forma, tolerar tais condições é imprescindível para obtenção de rendimentos satisfatórios. No processo de segunda geração, além de fatores ambientais, inibidores gerados durante o processamento da biomassa constituem uma barreira ao metabolismo das leveduras, incluindo ácidos fracos, compostos fenólicos ou derivados de furano como o 5-hidroximetilfurfural (HMF). Neste trabalho propõe-se o estudo detalhado da linhagem FMY001, identificada previamente como tolerante a altas concentrações de HMF. As bases genéticas de sua robustez serão entendidas a partir do estudo detalhado de Quantitative Trait Loci (QTLs) relacionados ao fenótipo observado. Para isto será utilizado um método baseado em citometria de fluxo para obter um alto número de segregantes derivados da linhagem FMY001 (ou do híbrido FMY001 x S288c). Estes serão individualmente caracterizados por meio de métodos de seleção high-throughput e sequenciados para posterior mapeamento de QTLs. O metabolismo de cofatores - NAD(P)+, NAD(P)H - também será avaliado por meio de técnicas de Engenharia metabólica. Dessa forma, compreender os mecanismos genéticos relacionados à habilidade da linhagem FMY001 tolerar ao HMF irá contribuir significativamente para o contínuo desenvolvimento de linhagens mais produtivas. (AU)

Publicações científicas

(6)

(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)

CORADINI, V, ALESSANDRO L.; BEZERRA DE MELLO, FELLIPE DA SILVEIRA; FURLAN, MONIQUE; MANEIRA, CARLA; CARAZZOLLE, MARCELO F.; GUIMARAES PEREIRA, GONCALO AMARANTE; TEIXEIRA, GLEIDSON SILVA. QTL mapping of a Brazilian bioethanol strain links the cell wall protein-encoding gene GAS1 to low pH tolerance in S. cerevisiae. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 14, n. 1, DEC 16 2021. (16/12852-0, 16/02506-7, 15/06677-8, 14/26719-4, 18/03403-2, 13/08293-7)

BARSOTTINI, MARIO R. O.; PIRES, BARBARA A.; VIEIRA, MARIA L.; PEREIRA, JOSE G. C.; COSTA, PAULO C. S.; SANITA, JAQUELINE; CORADINI, ALESSANDRO; MELLO, FELLIPE; MARSCHALK, CIDNEI; SILVA, EDER M.; et al. Synthesis and testing of novel alternative oxidase (AOX) inhibitors with antifungal activity against Moniliophthora perniciosa (Stahel), the causal agent of witches' broom disease of cocoa, and other phytopathogens. Pest Management Science, v. 75, n. 5, p. 1295-1303, MAY 2019. (15/09870-3, 14/15339-6, 15/07653-5, 16/10498-4, 17/17000-4, 15/06677-8)

BEZERRA DE MELLO, FELLIPE DA SILVEIRA; MANEIRA, CARLA; LIZARAZO SUAREZ, FRANK URIEL; NAGAMATSU, SHEILA; VARGAS, BEATRIZ; VIEIRA, CARLA; SECCHES, THAIS; CORADINI, ALESSANDO L., V; DE CARVALHO SILVELLO, MARIA AUGUSTA; GOLDBECK, ROSANA; et al. Rational engineering of industrial S. cerevisiae: towards xylitol production from sugarcane straw. JOURNAL OF GENETIC ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 20, n. 1, p. 16-pg., 2022-05-25. (15/06677-8, 18/03403-2, 16/02506-7)

NAGAMATSU, SHEILA TIEMI; TEIXEIRA, GLEIDSON SILVA; BEZERRA DE MELLO, FELLIPE DA SILVEIRA; GALVAO TIZEI, PEDRO AUGUSTO; GRICHOSWSKI NAKAGAWA, BRUNA TATSUE; DE CARVALHO, LUCAS MIGUEL; GUIMARAES PEREIRA, GONCALO AMARANTE; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA. Genome Assembly of a Highly Aldehyde-Resistant Saccharomyces cerevisiae SA1-Derived Industrial Strain. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 8, n. 13, MAR 2019. (16/02506-7, 15/06677-8, 13/08293-7, 14/26905-2, 15/06263-9)

BEZERRA DE MELLO, FELLIPE DA SILVEIRA; VENEGA CORADINI, ALESSANDRO LUIS; GALVAO TIZEI, PEDRO AUGUSTO; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA; GUIMARAES PEREIRA, GONCALO AMARANTE; TEIXEIRA, GLEIDSON SILVA. Static microplate fermentation and automated growth analysis approaches identified a highly-aldehyde resistant Saccharomyces cerevisiae strain. BIOMASS & BIOENERGY, v. 120, p. 49-58, JAN 2019. (14/26719-4, 15/06677-8, 16/02506-7)

BEZERRA DE MELLO, FELLIPE DA SILVEIRA; VENEGA CORADINI, ALESSANDRO LUIS; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA; MANEIRA, CARLA; FURLAN, MONIQUE; GUIMARAES PEREIRA, GONCALO AMARANTE; TEIXEIRA, GLEIDSON SILVA. Genetic mapping of a bioethanol yeast strain reveals new targets for hydroxymethylfurfural- and thermotolerance. MICROBIOLOGICAL RESEARCH, v. 263, p. 13-pg., 2022-08-02. (16/12852-0, 15/06677-8, 13/08293-7, 16/02506-7, 14/26719-4, 18/03403-2)

Publicações acadêmicas

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

MELLO, Fellipe da Silveira Bezerra de. Identification of QTL related to 5- (Hydroxymethyl) furfural resistance in Saccharomyces cerevisiae. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos Campinas, SP.