Elucidando o perfil de sinalização em linhagens industriais de S. cerevisiae e as convergências entre as vias de consumo de xilose para a conversão de resíduos agroindustriais

• Processo: 22/08092-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 06 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 05 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Leandro Vieira dos Santos
• Beneficiário: Gisele Cristina de Lima Palermo
• Supervisor: Marie F. Gorwa Grauslund
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Lund University, Lund, Suécia
• Vinculado à bolsa: 20/02936-7 - Mecanismos moleculares envolvidos na sinalização celular e regulação gênica da assimilação de xilose em linhagens modificadas de Saccharomyces cerevisiae, BP.DD
• Assunto(s): Fisiologia molecular Mudança climática Energia renovável Biomassa lignocelulósica Resíduos agroindustriais Xilose Saccharomyces cerevisiae
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biosensors | Saccharomyces cerevisiae | sugar signaling | xylose | Fisiologia molecular

Resumo

A preocupação mundial com as alterações climáticas decorrentes do uso exacerbado de fontes fósseis pelo homem tem impulsionado a ciência na busca por alternativas de energia renovável, como por exemplo a biomassa lignocelulósica vegetal. A biomassa lignocelulósica é basicamente composta de carboidratos, especialmente pelos açúcares glicose e xilose, e a conversão de todos os açúcares da biomassa em bioprodutos é essencial para a viabilidade econômica das biorrefinarias. Embora a levedura mais utilizada na indústria, a Saccharomyces cerevisiae, se destaque no consumo de glicose, ela não é capaz de consumir xilose naturalmente. Estratégias de engenharia metabólica e evolução adaptativa têm sido empregadas ao longo dos anos para construir cepas fermentadoras de xilose, porém, o consumo de xilose por essas cepas ainda é muito inferior ao consumo de glicose. Estudos buscando a razão pelo baixo consumo de xilose demonstraram que essa pentose não é sentida pela levedura como um açúcar fermentescível, indicando a detecção e sinalização de xilose como um gargalo para a melhora do consumo de pentoses. Desse modo, neste projeto será integrado pela primeira vez um biossensor real-time single-cell para monitorar a sinalização de açúcar em uma cepa industrial de S. cerevisiae, elucidando as convergências entre as vias da xilose isomerase (XI) e da xilose redutase/xilitol desidrogenase (XR-XDH) para o metabolismo da xilose, além de analisar o perfil da sinalização das mutações individuais e duplas dos genes YFH1, YPR1, ZWF1, CLN3 e SSK2. Os resultados ajudarão a desenvolver estratégias para melhorar a detecção e sinalização de xilose extracelular para a conversão eficiente de açúcares derivados de biomassa em produtos de valor agregado. (AU)