Exploração de metabolismos relacionados à captura de CO2 por cepas de Clostridium beijerinckii

• Processo: 23/00590-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Valeria Reginatto Spiller
• Beneficiário: Jonatã Bortolucci
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Otimização Transformação Biologia molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Hco3- | Metabolismo de Wood-ljungdahl | Metabolismo mixotrófico | otimização | Piruvato-ferredoxina oxidorredutase | transformação | Biologia Molecular

Resumo

O crescimento econômico causa o aumento significativo das emissões de gases do efeito estufa, cujo principal representante é o dióxido de carbono (CO2). Acordos internacionais visam reduzir as emissões de CO2 e limitar o aumento da temperatura global em 1,5 °C até 2050. Para isso, o desenvolvimento de processos biotecnológicos utilizando microrganismos capazes de realizar a captura de CO2 constitui-se uma boa alternativa para a redução das emissões de CO2 e completa utilização da biomassa. Alguns microrganismos são capazes de realizar um metabolismo mixotrófico, no qual há a concomitante assimilação de carbono orgânico e inorgânico. Dentre estes, Clostridium beijerinckii ATCC 35702 foi reportado como capaz de assimilar CO2 durante a fermentação de glicose. As possíveis vias de assimilação de CO2 neste microrganismo são: 1) Metabolismo de Wood-Ljungdahl; 2) via anidrase carbônica e 3) pelo mecanismo reverso da enzima piruvato-ferredoxina oxidorredutase. Possivelmente, C. beijerinckii Br21, uma cepa isolada em nosso laboratório, também é capaz de realizar este tipo de metabolismo. Esta hipótese foi formulada após a recorrente obtenção de valores de recuperação de carbono acima de 100 % em relação à estequiometria. Verificou-se que a cepa Br21 também apresenta a maquinaria enzimática necessária para a captura de CO2, assim como a cepa ATCC 35702. Dessa forma, essa investigação visa comprovar a captura de CO2, por C. beijerinckii Br21, bem como aumentar a eficiência desse processo por otimização das condições de cultivo e manipulação genética. Com isso, almeja-se alcançar um dos objetivos descritos pela ONU, na "Ação contra a mudança global do clima", ao desenvolver um microrganismo mais robusto para aplicação industrial, com a capacidade de utilizar recursos renováveis e capturar CO2.