Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados lignocelulósicos enriquecidos

• Processo: 19/08579-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Ana Paula Jacobus
• Beneficiário: Ana Paula Jacobus
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa em Bioenergia (IPBEN). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/24453-5 - Rede de colaboração: abordagens genéticas modernas para aumentar a tolerância de leveduras a hidrolisados lignocelulósicos enriquecidos, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Bioenergia Bioetanol Leveduras Inovações tecnológicas Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas Locos de características quantitativas Proteína 9 associada à CRISPR Saccharomyces cerevisiae
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cas9 | Crispr | Experimental Evolution | lignocellulosic inhibitors | quantitative trait loci | Saccharomyces cerevisiae | Second Generation Ethanol | Genética Molecular e Biotecnologia

Resumo

O estabelecimento bem-sucedido de uma indústria de etanol de segunda geração (2G) exige inovações tecnológicas importantes que ainda estão à espera de implementação efetiva. Um deles é o desenvolvimento de linhagens de levedura capazes de suportar compostos tóxicos (isto é, inibidores) durante a fermentação de hidrolisados lignocelulósicos (LCHs) derivados da biomassa da cana-de-açúcar. Este projeto coloca a questão de como a tolerância aos inibidores de LCH pode ser melhorada na levedura Saccharomyces cerevisiae pelo uso de ferramentas modernas de genética molecular e biologia sintética. Para abordar esta importante questão, estabelecemos um eixo colaborativo entre os grupos pertencentes ao Instituto de Pesquisas em Bioenergia (IPBEN, UNESP), o Laboratório Brasileiro de Ciência e Tecnologia (CTBE), e os principais parceiros da Universidade de São Paulo (IPBEN, UNESP) USP) e a Universidade de Queensland, Austrália. A rede colaborativa aproveitará abordagens experimentais inovadoras, tais como protocolos alternativos de evolução de laboratório adaptativo, mapeamento de loci de "quantitative traists", sequenciamento de próxima geração, competição assistida por citometria de fluxo e testes de fenotipagem, para descobrir a base genética da tolerância da levedura a hidrolisado rico em inibidores (LCH) do bagaço de cana-de-açúcar. O conhecimento produzido será fundamental para a concepção racional de uma linhagem de levedura hiper tolerante a LCHs, a qual será construída aplicando ferramentas modernas de genética molecular e a tecnologia de edição do genoma CRISPR / Cas9. A levedura sintética resultante é proposta para servir como um "chassi" robusto sobre o qual outras modificações genéticas (como o metabolismo das pentoses) podem ser adicionadas para produzir uma cepa de referência adequada para a produção de etanol celulósico. (AU)