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

• Processo: 16/23323-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 20 de junho de 2017
• Data de Término da vigência: 19 de dezembro de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Sindelia Freitas Azzoni
• Beneficiário: Sindelia Freitas Azzoni
• Pesquisador Anfitrião: Lee Rybeck Lynd
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Dartmouth College, Estados Unidos
• Assunto(s): Clostridium thermocellum Bactérias Engenharia metabólica Etanol Fermentação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias | Clostridium thermocellum | Engenharia metabólica | Etanol | fermentação | Termofílicas | Biotecnologia industrial

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 Saccharomyces 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. (AU)