Enriquecimento de consórcio microbiano em bactérias exoeletrogênicas para a sua utilização como biocatalizador em células a combustível microbianas

• Processo: 18/15528-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Valeria Reginatto Spiller
• Beneficiário: Lucca Bonjy Kikuti Mancilio
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Bioenergia Bioprodutos Biocatálise Biorremediação Consórcios microbianos Técnicas microbiológicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias exoeletrogênicas | bioenergia | comunidade microbiana | sistema bioeletroquímico | Biotecnologia industrial/bioquímica de microrganismos

Resumo

A forte dependência de matérias primas fósseis, bem como o seu poder poluidor têm impulsionado a busca por fontes e tecnologias alternativas para a geração de energia. Simultaneamente a este cenário existem as atividades econômicas industriais geradoras de subprodutos, resíduos e efluentes poluentes que, se não são adequadamente tratados, representam uma ameaça para o meio ambiente em geral. Assim, grandes esforços têm sido devotados ao desenvolvimento de tecnologias que agreguem valor a resíduos e efluentes pela sua transformação em bioprodutos e/ou bioenergia. Neste contexto, as Células a Combustíveis Microbianas (CCM's) representam tecnologias inovadoras que podem gerar energia elétrica a partir da oxidação de compostos contidos em efluentes e resíduos promovendo a sua biorremediação. As CCMs são sistemas bioeletroquímicos, nos quais microorganismos exoeletrogênicos são biocatalizadores que crescem sobre o ânodo fornecendo os elétrons oriundos dessa oxidação para um circuito externo ligado ao cátodo, no qual os elétrons são aceptados. Apesar da grande popularidade que vem ganhando essa área de pesquisa, ainda restam muitas dificuldades e perguntas sobre os modelos atuais. Dentre estas, necessita-se uma melhor compreensão da diversidade, ecologia e funcionamento dos consórcios microbianos responsáveis pela eletroatividade no ânodo. O presente projeto visa, portanto, construir e operar uma CCM usando como inóculo um consórcio microbiano obtido em território brasileiro. Este inóculo será cultivado em diferentes meios sintéticos, a fim de simular a composição de alguns efluentes poluidores, para a sua posterior utilização como biocatalizador em CCM. Em cada etapa do estudo, ou seja, no inóculo, no enriquecimento em meios de cultura específicos e no enriquecimento na CCM será acompanhada a composição e a dinâmica do consórcio microbiano participante na geração de eletricidade por PCR qualitativo. Para tal, serão utilizados primers relacionados aos principais grupos de bactérias geradoras de energia. Este estudo, permitirá o maior entendimento, controle e reprodutibilidade dos consórcios microbianos para CCMs, contando com abordagens pensadas num viés microbiológico e ecológico.

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)

KIKUTI MANCILIO, LUCCA BONJY; RIBEIRO, GUILHERME AUGUSTO; RODRIGUES DE ALMEIDA, ERICA JANAINA; VIANA DE SIQUEIRA, GUILHERME MARCELINO; ROCHA, RAFAEL SILVA; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; DE ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES; REGINATTO, VALERIA. Adding value to lignocellulosic byproducts by using acetate and p-coumaric acid as substrate in a microbial fuel cell. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, NOV 1 2021. (18/05454-3, 19/25432-7, 18/15528-4, 14/50945-4, 18/12471-1, 19/15675-0, 15/04309-1)

KIKUTI MANCILIO, LUCCA BONJY; RIBEIRO, GUILHERME AUGUSTO; LOPES, ERICA MENDES; KISHI, LUCIANO TAKESHI; MARTINS-SANTANA, LEONARDO; VIANA DE SIQUEIRA, GUILHERME MARCELINO; ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA; REGINATTO, VALERIA. Unusual microbial community and impact of iron and sulfate on microbial fuel cell ecology and performance. CURRENT RESEARCH IN BIOTECHNOLOGY, v. 2, p. 10-pg., 2020-11-01. (18/00789-7, 18/15528-4, 15/04309-1, 16/18827-7)