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Desvendando o papel do operon xyl de Burkholderia sacchari na regulação do catabolismo da xilose e conferindo a capacidade de consumir xilose a outras plataformas bacterianas

Processo: 18/26278-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de maio de 2019
Vigência (Término): 30 de abril de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Luiziana Ferreira da Silva
Beneficiário:Matheus Marques Torres
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Microbiologia industrial   Bioprodutos   Poli-hidroxialcanoatos   Xilose   Burkholderia

Resumo

Burkholderia sacchari é uma bactéria capaz de produzir polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de xilose como fonte de carbono. PHA são materiais termoplásticos, biodegradáveis e biocompatíveis que constituem uma alternativa ambientalmente correta aos plásticos de origem petroquímica. A xilose, presente no bagaço de cana-de-açúcar, constitui um resíduo agroindustrial ainda não utilizado eficientemente por leveduras etanologênicas que fermentam bem a glicose mas não a xilose. Produzir PHA a partir de xilose por B sacchari representa um excelente exemplo de inserção de novos bioprodutos em biorrefinarias, como as usinas de açúcar e álcool, funcionando de modo sustentável e utilizando matéria-prima renovável pela agricultura. Estudos anteriores do catabolismo de xilose e o sequenciamento do genoma desta bactéria indicam a possibilidade de melhorar sua velocidade de crescimento nesta fonte de carbono. Este trabalho se propõe a entender o papel do operon xyl de B. sacchari na regulação do catabolismo de xilose, assim como seu funcionamento. Para isso deverá analisar a sequência genômica in silico desse operon a fim de verificar sua estrutura e o funcionamento esperado de seus genes. O papel de xylR, codificador de um putativo regulador será avaliado, por meio de sua clonagem e expressão em maior número de cópias em B. sacchari e em Pseudomonas, esta última, incapaz de crescer em xilose. Adicionalmente serão pesquisados genes de catabolismo de xilose no genoma recém-sequenciado de Pseudomonas usando como referência sequências proteicas de diferentes enzimas relacionadas ao catabolismo de xilose. Os recombinantes serão avaliados quanto a melhorias no consumo de xilose e na produção de PHA eficientemente por leveduras etanologênicas que fermentam bem a glicose mas não a xilose. Produzir PHA a partir de xilose por B. sacchari representa um excelente exemplo de inserção de novos bioprodutos em biorrefinarias, como as usinas de açúcar e álcool, funcionando de modo sustentável e utilizando matéria-prima renovável pela agricultura. Estudos anteriores do catabolismo de xilose e o sequenciamento do genoma desta bacteria indicam a possibilidade de melhorar sua velocidade de crescimento nesta fonte de carbono. Este trabalho se propõe a entender o papel do operon xyl de B. sacchari na regulação do catabolismo de xilose, assim como seu funcionamento. Para isso deverá analisar a sequência genômica in silico desse operon a fim de verificar sua estrutura (regiões intergênicas, códons de iniciação, sequências promotoras, terminadoras, sítios de ligação de regulação, etc) e o funcionamento esperado de seus genes no catabolismo de xilose. O papel de xylR, codificador de um putativo regulador será avaliado, por meio de sua clonagem e expressão em maior número de cópias em B. sacchari e em Pseudomonas, esta última, incapaz de crescer em xilose. Adicionalmente deverá pesquisar genes de catabolismo de xilose no genoma recém-sequenciado de Pseudomonas usando como referência sequências proteicas de diferentes enzimas relacionadas ao catabolismo de xilose. Os recombinantes serão avaliados quanto a melhorias no consumo de xilose e na produção de PHA. (AU)