Engenheiramento genético de Aspergillus niger para a produção de um coquetel enzimático otimizado

• Processo: 19/21609-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
• Vigência (Término): 01 de agosto de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: André Ricardo de Lima Damasio
• Beneficiário: Fernanda Lopes de Figueiredo
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/10953-4 - Caracterização de LPMOs da classe AA9 oriundas de basidiomicetos e suas potenciais aplicações na produção de celo-oligossacarídeos, BE.EP.DR
• Assunto(s): Produção de enzimas Deleção de genes Aspergillus niger CRISPR-Cas9 Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos Oligossacarídeos Palhas Cana-de-açúcar Eucalipto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aspergillus niger | coquetel enzimático | CRISPR-Cas9 | deleção gênica | LPMOs | Produção de enzimas

Resumo

Como forma de reduzir o uso das tecnologias atuais, empregando matérias-primas de origem fóssil, muitos esforços vêm sendo realizados para maior emprego de energias renováveis, através do modelo de biorrefinarias. A principal matéria-prima utilizada em biorrefinarias é a biomassa lignocelulósica, a qual será, posteriormente, convertida em produtos de alto valor agregado. Os principais constituintes da parede celular vegetal dessas biomassas são celulose, hemicelulose e lignina, fortemente entrelaçadas e quimicamente ligadas. Apesar da proposta eficiente e renovável das biorrefinarias, um dos principais desafios encontra-se na obtenção de coquetéis enzimáticos adequados, ou seja, que sejam capazes de converter eficientemente a biomassa, apesar da recalcitrância da parede celular. Esses coquetéis, por sua vez, devem ser ricos em CAZymes, enzimas específicas para clivagem da complexa rede de polissacarídeos, e altamente secretadas por fungos filamentosos. Em relação à etapa enzimática, o desenvolvimento de novos e aprimorados coquetéis utilizando-se fungos filamentosos como plataforma produtora requer maior conhecimento sobre as enzimas constituintes, a fim de se obter um produto otimizado para a degradação de determinada biomassa. Um dos avanços mais recentes e importantes foi o reconhecimento das mono-oxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs), capazes de oxidar regiões cristalinas da cadeia de celulose e melhorando notavelmente a hidrólise da biomassa. Considerando o exposto, este projeto tem como objetivo geral o engenheiramento genético de uma linhagem de Aspergillus niger visando o melhoramento do coquetel enzimático produzido por este fungo para obter-se maior eficiência na degradação parcial de palha de cana-de-açúcar e resíduo de eucalipto, buscando-se assim obtenção majoritária de celo-oligossacarídeos. A utilização de oligossacarídeos ao invés de monossacarídeos pode apresentar vantagens no processo fermentativo posterior, diminuindo a competição com microrganismos contaminantes. O engenheiramento da cepa será realizado utilizando o sistema CRISPR-Cas9 para a deleção de alguns genes e fatores de transcrição, além da super-expressão de algumas enzimas fundamentais na produção de celo-oligossacarídeos como LPMOs e endoglucanases na cepa engenheirada. (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)

DE FIGUEIREDO, FERNANDA LOPES; DE OLIVEIRA, ANA CAROLINA PIVA; TERRASAN, CESAR RAFAEL FANCHINI; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; GERHARDT, JAQUELINE ALINE; TOMAZETTO, GEIZECLER; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; RUBIO, MARCELO VENTURA; PENA, JENNIFER ANDREA TAMAYO; ARAUJO, MICHELLE FERNANDES; et al. Multi-omics analysis provides insights into lignocellulosic biomass degradation by Laetiporus sulphureus ATCC 52600. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 14, n. 1, APR 17 2021. (19/21609-0, 15/50612-8, 17/22669-0, 20/05784-3, 19/12860-0, 15/50590-4)