Valorização bacteriana de lignina kraft pré-tratada para produção de biolipídios por meio de abordagem metagenômica

• Processo: 23/09410-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Anuj Kumar
• Beneficiário: Ubiratan da Silva Batista
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/12559-6 - Bio-valorização da lignina das fábricas de celulose Kraft através do estabelecimento do sequenciamento do metagenoma de Pulp-Ligcon, AP.JP
• Assunto(s): Biotecnologia industrial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biolipids | Kraft lignin | metagenomic sequencing | Microbial consortium | microbial diversity | Biotecnologia industrial

Resumo

Este projeto de mestrado tem como objetivo avaliar alternativas para a produção de biolipídios a partir da lignina kraft utilizando microrganismos ambientais em um contexto de biorrefinaria. Apesar da maioria das linhas de pesquisa do DEBIQ/EEL-USP trabalhar com fração de carboidratos, este projeto busca contribuir com uma linha pioneira na valorização biológica da lignina kraft em biolipídios utilizando uma cepa modelo, como a cepa bacteriana Rhodococcus opacus CBMAI 812. Assim, ajudará a consolidar uma nova linha de pesquisa no departamento. Os triacilgliceróis (TAGs), assim como outros biolipídios, são matérias-primas para a produção de combustíveis à base de biolipídios, como biodiesel e biojet fuel. A ligação do catabolismo aromático com o anabolismo lipídico representa uma nova estratégia de utilização da lignina, e já foi comprovado ser possível por meio da degradação de compostos de lignina por bactérias, convertendo-os em triacilgliceróis (TAG) que são acumulados em níveis oleaginosos. Nesse sentido, o projeto contempla o desenvolvimento de dois consórcios microbianos visando uma atividade eficiente de degradação da lignina. Em seguida, os dados metagenômicos da comunidade microbiana serão avaliados com base no sequenciamento do gene 16S rRNA e correlacionados com dados genômicos e de cultura de organismos modelo para a produção de biolipídios. A partir desses resultados, serão elucidadas vias metabólicas e genes envolvidos na degradação da lignina kraft para a produção de biolipídios, que poderão ser explorados futuramente para aumentar a eficiência da biovalorização desses produtos. Espera-se que as descobertas científicas contribuam significativamente para a diversificação de bioprodutos na indústria de papel e celulose para a utilização da lignina kraft, tendo os biolipídios como um coproduto de alto valor agregado dentro de uma biorrefinaria.