Engenharia de linhagens de leveduras para atingir melhores rendimentos de degradação de biomassa

• Processo: 18/02227-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Rafael Silva Rocha
• Beneficiário: Luísa Czamanski Nora
• Supervisor: Aindrila Mukhopadhyay
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Lawrence Berkeley National Laboratory, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 16/03763-3 - Desvendando os mecanismos de regulação gênica a nível de células únicas em Trichoderma reesei, BP.MS
• Assunto(s): Biologia sintética Biomassa Biorrefinarias Trichoderma reesei
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorefinaries | plant biomass | Rhodosporium toruloides | Biologia Sintética

Resumo

A degradação da biomassa vegetal vem sendo estudada há anos devido à extraordinária quantidade de produtos gerados durante esse processo - variando de biocombustíveis a outros químicos importantes. O projeto de mestrado da presente candidata é dedicado à construção de vetores modulares baseados em biologia sintética para a transformação de fungos, mais especificamente T. reesei. O interesse nesse fungo surgiu devido à sua capacidade de produzir altas concentrações de enzimas que degradam biomassa, focando no estudo da expressão de seus promotores de celulases crescendo em bagaço de cana de açúcar, mais especificamente os promotores dos genes cel6a e cel7a. Enquanto nessa busca contínua por maiores rendimentos de degradação de biomassa, a ideia de utilizar um consórcio de microrganismos modificados surgiu. Já que fungos filamentosos são muito difíceis de serem geneticamente modificados e são muito sensíveis às condições de um biorreator, utilizar R. toruloides, uma levedura emergente que é boa fermentadora e é capaz de degradar não só hemicelulose mas também lignina, parece ser uma solução sensata. Dominando a técnica de manipulação de genomas de leveduras, é possível criar uma comunidade de diferentes linhagens do mesmo organismo, cada um produzindo genes diferentes, como as enzimas de interesse e/ou genes de resistência. Portanto, as principais metas do projeto são: (i) aprender a utilizar as ferramentas de CRISPR/Cas desenvolvidas no laboratório da Dra. Aindrila Mukhopadhyay's para manipular genomas de leveduras; (ii) utilizar essas ferramentas para criar linhagens diferentes que produzem as enzimas de interesse do T. reesei, além de genes resistentes à acidez. Nosso objetivo final é obter as linhagens mutantes e estabelecer a metodologia, assim, poderemos traze-la para o Brasil e aplicá-la em nossa própria e abundante biomassa: bagaço de cana-de-açúcar. Além disso, toda a tecnologia e perícia adquiridas vão gerar avanços significativos na engenharia metabólica e biologia sintética em nosso país, como primeiros passos no anseio por, um dia, criar uma comunidade de leveduras que resistam à ambientes hostis e produzam altas concentrações de enzimas lignocelulolíticas. (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)

NORA, LUISA CZAMANSKI; WEHRS, MAREN; KIM, JOONHOON; CHENG, JAN-FANG; TARVER, ANGELA; SIMMONS, BLAKE A.; MAGNUSON, JON; HARMON-SMITH, MIRANDA; SILVA-ROCHA, RAFAEL; GLADDEN, JOHN M.; et al. A toolset of constitutive promoters for metabolic engineering of Rhodosporidium toruloides. Microbial Cell Factories, v. 18, JUN 29 2019. (12/22921-8, 18/02227-6)