Engenharia metabólica de Saccharomyces cerevisiae para produzir etanol de segunda geração a partir de xilo-oligossacarídeos

• Processo: 18/01759-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
• Pesquisador responsável: Thiago Olitta Basso
• Beneficiário: Dielle Pierotti Procópio
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/18075-3 - Engenharia metabólica de Saccharomyces cerevisiae para etanol de segunda geração a partir de xilo-oligossacarídeos e acetato, BE.EP.DR
• Assunto(s): Biocombustíveis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofuel | evolutionary engineering | Saccharomyces ceresisiae | xylo-oligosaccharides | xylose | Engenharia de Bioprocessos

Resumo

A produção de biocombustíveis a partir de resíduos lignocelulósicos (LC) deve alimentar a matriz energética no futuro próximo. As leveduras desempenharão um papel importante como plataforma para os processos de conversão de açúcares derivados de biomassa LC a etanol combustível, por exemplo, mas também a outros combustíveis e produtos químicos. A fermentação de hidrolisados de LC representa muitos desafios científicos e tecnológicos. Por exemplo, a limitação de Saccharomyces cerevisiae na fermentação de açúcares de pentose (derivada-hemicelulose) e os processos de pré-tratamento que geram vários inibidores de crescimento da levedura (derivados de furano, fenólicos e ácidos orgânicos), reduzindo a eficiência da fermentação. Para superar a incapacidade de S. cerevisiae para fermentar a xilose e a xilodextrina (XOS), a presente proposta de pesquisa está integrada ao projeto temático FAPESP (BBSRC-FAPESP 2015/50612-8, BB/P017460/1) e pretende implementar e melhorar o desempenho da via de consumo de XOS em linhagem laboratorial (CEN.PK113-7D) e industrial (SA-1) de S. cerevisiae geneticamente modificadas para transportar e consumir eficientemente xilose. As cepas selecionadas serão geneticamente modificadas usando uma abordagem baseada em sistema CRISPR / Cas9 de alta eficiência recentemente desenvolvida para a edição industrial do genoma S. cerevisiae. Para a construção da via de consumo de xilose, o gene da xilose isomerase (XI) de Pyromyces sp. será usado, e os genes de transporte e consumo de xilodextrina originados de Neurospora crassa serão usados para a reconstituição dessa via nas linhagens mencionadas. Os microrganismos modificados serão selecionados por engenharia evolutiva quanto à melhoria na eficiência da utilização de xilose e xilodextrina, em condições anaeróbicas. O transporte e o consumo de xilodextrina ampliarão as capacidades de S. cerevisiae em utilizar derivados de plantas e representará um potencial para aumentar a eficiência da produção de biocombustíveis de segunda geração.

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)

COLA, PRISCILA; PROCOPIO, DIELLE PIEROTTI; ALVES, ADRIANA TABOSA DE CASTRO; CARNEVALLI, LUCIANA REBELO; SAMPAIO, ICARO VIANA; DA COSTA, BRUNO LABATE VALE; BASSO, THIAGO OLITTA. Differential effects of major inhibitory compounds from sugarcane-based lignocellulosic hydrolysates on the physiology of yeast strains and lactic acid bacteria. Biotechnology Letters, v. 42, n. 4, p. 571-582, APR 2020. (18/01759-4, 15/50612-8, 18/17172-2)

Publicações acadêmicas

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

PROCÓPIO, Dielle Pierotti. Engenharia metabólica de Saccharomyces cerevisiae para a produção de etanol de segunda geração a partir de xilooligossacarídeos e acetato.. 2021. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.