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

Processo: 18/01759-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2018
Vigência (Término): 31 de março de 2020
Área do 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
Assunto(s):Biocombustíveis

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.