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Fermentação assistida por cotratamento: engenharia metabólica de c. thermocellum para aumento da produção de etanol

Processo: 16/23323-8
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 20 de junho de 2017
Vigência (Término): 19 de dezembro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Sindelia Freitas Azzoni
Beneficiário:Sindelia Freitas Azzoni
Anfitrião: Lee Rybeck Lynd
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : Dartmouth College, Estados Unidos  
Assunto(s):Clostridium thermocellum   Bactérias   Engenharia metabólica   Etanol   Fermentação

Resumo

Propõe-se um projeto de pesquisa com o objetivo de gerar novas cepas de C. thermocellum com melhor capacidade para produzir etanol e familiarizar o investigador principal com técnicas de engenharia metabólica de bactérias termófilas. Esta proposta de projeto de pesquisa de curto prazo é complementar ao projeto regular de pesquisa aprovado pela FAPESP (2015 / 25866-6), no qual uma nova abordagem baseada no processamento físico durante o processamento biológico (denominada Cotreatmento) está sendo investigada visando a superar a recalcitrância do bagaço de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G. O co-tratamento é baseado em biocatalisadores termófilos e anaeróbios como o Clostridium thermoellum. Esta bactéria apresenta maior capacidade para desconstruir a biomassa celulósica em comparação com a celulase fúngica industrial, no entanto esta bactéria apresenta baixa tolerância e rendimento em etanol quando comparados à Sacharomyces cerevisae. Para superar esse gargalo, a evolução adaptativa e as estratégias de engenharia metabólica tornam-se necessárias para desenvolver esta plataforma bacteriana para processos de segunda geração. O laboratório do Dr. Lynd é líder na pesquisa de tais estratégias e estabeleceu as ferramentas de biologia molecular necessárias para implementar estratégias de engenharia metabólica em C. thermocellum. Neste projeto, propomos a transferência de enzimas desidrogenases com alta especificidade para o NADP como cofator para uma cepa de C. thermocellum tolerante ao etanol com vistas a atingir títulos de etanol compatíveis com a métrica industrial (70-80 g/L). As novas estirpes resultantes deste estágio serão utilizadas no projecto aprovado da Fapesp e o desempenho do processo utilizando estirpes de tipo selvagem e de engenharia será comparado à luz dos parâmetros de desempenho do processo.