Construção de vetor para expressão do sistema CRISPR/Cas9 em E. coli-Rhodococcus visando acúmulo de ácido ferúlico em mutantes de Rhodococcus jostii RHA1

• Processo: 17/05901-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2018
• 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: Fábio Márcio Squina
• Beneficiário: Victoria Ramos Sodré de Castro
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/50590-4 - Valorização da lignina em plantas de etanol celulósico: a conversão biocatalítica via ácido ferúlico a produtos químicos de alto valor, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Biotecnologia Rhodococcus
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cas9 | Crispr | lignin valorization | Metabolic Engineering | rhodococcus | shuttle vector | Biotecnologia

Resumo

A biomassa lignocelulósica, um recurso abundante e de baixo custo, representa uma potencial alternativa ao petróleo para conversão em combustíveis e aditivos químicos. Até um terço da lignocelulose é composto de lignina, um polímero aromático altamente recalcitrante, que é atualmente queimado para produção de energia elétrica ou descartado como resíduo de biorefinarias e indústrias de papel e celulose. Todavia, a lignina representa uma fonte inexplorada de compostos aromáticos que podem ser convertidos em moléculas de alto valor agregado. O ácido ferúlico (FA) é um dos principais componentes da lignina e apresenta potente capacidade antioxidante, podendo ser aproveitado pelas indústrias farmacêutica e cosmética, além de ser um importante precursor para outras moléculas de interesse comercial, como eugenol, vanilina e álcool coniferílico. A bactéria degradadora de lignina, Rhodococcus jostii RHA1, utilizando a peroxidase DyB, é capaz de despolimerizar a lignina em compostos de baixo peso molecular, como o ácido ferúlico, os quais são catabolizados. Devido a seu metabolismo robusto e versátil, espécies de Rhodococcus tem sido alvo de interesse biotecnológico; todavia, a ausência de ferramentas moleculares de manipulação genética têm dificultado a exploração dos recursos destes microorganismos. Neste projeto, propomos desenvolver um novo vetor para expressão do sistema CRISPR/Cas9 em E. coli e Rhodococcus, promovendo assim rápida e eficiente manipulação genética destes organismos. Utilizaremos este sistema para nocautear o gene CouM do metabolismo de ácidos p-hidróxi-cinâmicos em R. jostii RHA1 e RHA045 ”vdh, levando ao acúmulo de ácido ferúlico quando cultivados em bagaço lignocelulósico de cana-de-açúcar. Esperamos que este projeto estabeleça a primeira aplicação do sistema CRISPR/Cas9 em Rhodococcus, além de desenvolver linhagens e vetores que possam ser usados para valorização de lignina por microorganismos. Também pretendemos disponibilizar o novo vetor E. coli-Rhodococcus para expressão do sistema CRISPR/Cas9 para outros pesquisadores desta área. (AU)

Publicações científicas

(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)

SODRE, VICTORIA; ARAUJO, JUSCEMACIA NASCIMENTO; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; VILELA, NATHALIA; KIMUS BRAZ, ANTONIO SERGIO; FRANCO, TELMA TEIXEIRA; NETO, MARIO DE OLIVEIRA; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; GARCIA, WANIUS; SQUINA, FABIO MARCIO. An alkaline active feruloyl-CoA synthetase from soil metagenome as a potential key enzyme for lignin valorization strategies. PLoS One, v. 14, n. 2, FEB 25 2019. (17/05901-7, 17/22669-0, 17/16976-8, 15/50612-8, 17/16089-1, 15/50590-4, 17/08166-6, 18/18101-1, 17/17275-3)