Impacto da superexpressão e silenciamento de ScEPG I (endopoligalacturonase I) sobre a composição da parede celular em Saccharum spp.: Estudos anatômicos, bioquímicos e moleculares.

• Processo: 22/00495-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Acordo de Cooperação: CNPq - INCTs
• Pesquisador responsável: Marcos Silveira Buckeridge
• Beneficiário: Juan Pablo Portilla Llerena
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, AP.TEM
• Assunto(s): Bioetanol Parede celular Pectinas Sacarificação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aerênquima | Etanol de segunda geração | Linhagens transgenicas | Parede celular | pectinas | Sacarificação | Biologia Molecular de Plantas

Resumo

O bagaço de cana-de-açúcar, constitui uma matéria prima promissória para a produção de etanol de segunda geração, porém o seu uso, apresenta desafios, desde os altos custos do pre-tratamento e a hidrolise, associados à recalcitrância da parede celular, que limita o rendimento de sacarificação. Embora as pectinas, tem sido amplamente negligenciados como componentes importantes da parede celulare, por seu baixo conteúdo (~8%) em cana-de-açúcar, conferem recalcitrância por ser responsáveis pela adesão e porosidade celular, limitando o trafego de glicosil hidrolases que favoreceriam os passos subsequentes da hidrolise dos outros polissacarídeos. Um dos processos de degradação endógena eficiente da parede celular é a formação de aerênquima lisígeno que ocorre em raízes cana-de-açúcar e estudos preliminares sugerem aprofundar a pesquisa em aspectos chaves dos mecanismos iniciais (perda de adesão, aumento da porosidade e afrouxamento da parede) deste processo para se direcionar em bioenergia, a partir da procura e seleção de genes ortólogos de pectinases a ser empregados no desenvolvimento de genótipos de cana-de-açúcar, apresentando biomassa com reduzida recalcitrância fazendo uso da engenharia genética, visando aumentar a produção de etanol. Nesse sentido, o objetivo deste projeto é avaliar o efeito da superexpressão e o silenciamento de ScEPG I (endopoligalacturonase) sobre a formação do aerênquima em raízes, bem como sobre a composição e dinâmica da parede celular de colmos em cana-de-açúcar. Para atingir este objetivo serão usadas diversas ferramentas ou estratégias: isolamento e clonagem de sequencias, desenho de construções genicas para modificação genética, produção de linhagens transgênicas, perfil de expressão de transcritos e atividade enzimática de glicosil hidrolases, caracterização bioquímica e anatômica dos distintos polímeros da parede celular, rendimento de sacarificação, entre outros. O projeto trará informações inéditas sobre o papel da ScEPG I, na degradação pectinas e o seu impacto especifico durante a formação do aerênquima, enfatizando as oportunidades e desafios de usar o ScEPG I, como ferramenta de engenharia genética, para alterar a parede celular de colmos, principais fontes de biomassa lignocelulosica em cana-de-açúcar, visando ajudar a impulsionar as práticas tradicionais de melhoramento genético e abordagens biotecnológicas para o desenvolvimento do etanol de segunda geração. (AU)