Engenharia genética e metabólica de uma linhagem industrial de Saccharomyces cerevisiae para o transporte e co-fermentação de xilose e celobiose visando aprimoramento do processo de produção de etanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar

• Processo: 18/25898-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Roberto do Nascimento Silva
• Beneficiário: Karoline Maria Vieira Nogueira
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/13808-2 - Uma abordagem de engenharia do sistema de transporte de Saccharomyces cerevisiae para expandir o repertório de absorção de açúcar de uma cepa industrial empregando as tecnologias CRISPR/Cas e evolução direta., BE.EP.PD
• Assunto(s): Engenharia genética Engenharia metabólica Saccharomyces cerevisiae Fermentação Xilose Celobiose Etanol Bagaço de cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bagaço de cana-de-açúcar | engenharia genética | Engenharia metabólica | Etanol 2G | Saccharomyces cerevisiae | Bioquímica e Biologia Molecular de fungos

Resumo

Um dos desafios para que o etanol produzido a partir da biomassa lignocelulósica (etanol 2G) seja economicamente viável se encontra na etapa de fermentação. Saccharomyces cerevisiae, é amplamente utilizada nas usinas brasileiras para produção de etanol 1G, no entanto, para que a levedura seja empregada com sucesso na produção de grande volume de etanol 2G é necessário expandir a utilização de diferentes fontes de carbono, incluindo pentoses (como xilose), presente na biomassa lignocelulósica. Além dessa levedura não ser capaz de fermentar pentoses, em S. cerevisiae, a repressão por glicose causada pelo consumo de alta concentração desse açúcar durante o processo de fermentação resulta na inibição de outras vias metabólicas envolvidas na utilização de diferentes fontes de carbono. Um dos promissores mecanismos para burlar a repressão por glicose e, proporcionar a utilização simultânea de outras fontes de carbono, é o consumo de celobiose pela levedura. Entretanto, essa levedura não é capaz de metabolizar xilose e celobiose, além de não possuir os genes codificantes para transportadores específicos desses açúcares em seu genoma. Com o intuito de construir cepas projetas para transporte e metabolização de D-xilose e celobiose, esse projeto partirá da linhagem S. cerevisiae MEC 1133 para a inserção dos genes que codificam para o transportador Tr_69957 de Trichoderma reesei e uma ²-glicosidase intracelular de Neurospora crassa. S. cerevisiae MEC 1133 foi engenheirada para metabolização de xilose e desenvolvida a partir da cepa S. cerevisiae PE-2 - amplamente utilizada nas usinas brasileiras produtoras de etanol. Dessa forma, pretendemos obter uma cepa com maior rendimento de etanol obtido a partir do hidrolisado do bagaço de cana-de-açúcar. (AU)

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)

CONTATO, ALEX GRACA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; ARANHA, GUILHERME MAURO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; et al. Prospection of Fungal Lignocellulolytic Enzymes Produced from Jatoba (Hymenaea courbaril) and Tamarind (Tamarindus indica) Seeds: Scaling for Bioreactor and Saccharification Profile of Sugarcane Bagasse. MICROORGANISMS, v. 9, n. 3, MAR 2021. (14/50884-5, 18/25898-3, 17/23989-9, 18/07522-6, 17/09000-4, 17/25862-6, 08/57908-6)

VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; MENDES, VANESSA; CARRARO, CLAUDIA BATISTA; TAVEIRA, IASMIN CARTAXO; OSHIQUIRI, LETICIA HARUMI; GUPTA, VIJAI K.; SILVA, ROBERTO N.. Sugar transporters from industrial fungi: Key to improving second-generation ethanol production. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 131, OCT 2020. (18/25898-3)