Evolução adaptativa da linhagem produtora de PHB Synechocystis sp. PCC6803 para melhorar seu consumo de acetato

• Processo: 23/07986-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
• Pesquisador responsável: Cassius Vinicius Stevani
• Beneficiário: Dielle Pierotti Procópio
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/05662-6 - Engenharia metabólica da linhagem Synechocystis sp. B12 evoluída em acetato para melhorar a produção de PHB, BE.EP.PD
• Assunto(s): Cianobactérias Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acetate | Biodegradable | Bioplastics | Cyanobacteria | evolutionary engineering | Polyhydroxyalkanoate | Biotecnologia

Resumo

A cianobactéria Synechocystis sp. PCC6803 emergiu como uma produtora eficiente de um derivado especial de polihidroxialcanoatos (PHA), o poli(3-hidroxibutirato) (PHB). Essa propriedade notável possui um potencial significativo para aplicações biotecnológicas, especialmente na obtenção direta de PHB a partir do CO2 e acetato derivado do CO2, que será obtido através do Consórcio de Eletrossíntese Híbrida de Produtos Químicos de Valor Agregado (HELVA) (FAPESP 2022/07645-6). Esses processos inovadores oferecem uma oportunidade significativa para mitigar a concentração de dióxido de carbono atmosférico, enfrentando assim os desafios urgentes impostos pelo aquecimento global e pela poluição do ar. Aproveitando as vantagens de microrganismos especializados em otimizar o consumo de acetato para fins biotecnológicos, nosso estudo busca aprimorar a captação de acetato na Synechocystis sp. PCC6803. Para alcançar isso, cultivaremos a cianobactéria em um quimiostato, utilizando um meio contendo acetato. Aumentaremos gradualmente as taxas de diluição, com o objetivo de aprimorar a cinética de consumo de acetato. Esperamos que essa abordagem resulte em uma cepa evoluída de Synechocystis sp. PCC6803 que apresente características de crescimento superiores na presença de níveis mais altos de acetato em comparação à cepa parental. Além disso, esperamos que essa cepa apresente um conteúdo elevado de PHB. Ao otimizar o consumo de acetato na Synechocystis sp. PCC6803, prevemos um acúmulo aprimorado de acetil-CoA, levando ao aumento dos níveis de acetacetil-CoA e ativação da via biossintética do PHA. Para investigar mais a fundo as mudanças genéticas e transcriptômicas associadas à melhoria da captação de acetato, a cepa que demonstrar o fenótipo mais favorável será submetida a sequenciamento de DNA e RNA, revelando informações cruciais sobre os mecanismos subjacentes que impulsionam esses aprimoramentos.