Desenvolvimento de ferramentas genéticas para Clostridium thermocellum

• Processo: 24/00350-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Daniel Groban Olson
• Beneficiário: Fernanda Souza Lopes
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/25682-0 - Laboratório de biocombustíveis avançados de segunda geração, AP.BIOEN.SPEC
• Assunto(s): Biotecnologia Micro-organismos Molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biotecnologia | genética | Microorganismos | Molecular | Biotecnologia

Resumo

Este projeto de pós-doutorado concentra-se na melhoria das ferramentas genéticas para Clostridium thermocellum, uma bactéria conhecida por sua capacidade superior de degradação de lignocelulose em comparação com preparações comerciais de celulase. O objetivo é combinar essa capacidade nativa com a produção de etanol em níveis comercialmente viáveis, exigindo o desenvolvimento de ferramentas genéticas aprimoradas, compreensão aprofundada dos recursos metabólicos do C. thermocellum e vias de etanol em anaeróbios, e aplicação dessas ferramentas para a engenharia de cepas melhoradas.O foco principal será o desenvolvimento de ferramentas genéticas, incluindo sistemas induzíveis para controlar a expressão gênica, um sistema CRISPR/Cas eficaz para edição genômica e um sistema de plasmídeo condicional para facilitar a perda do plasmídeo. A metodologia baseia-se em ferramentas análogas desenvolvidas no SBRC Nottingham, especialmente em Parageobacillus thermoglucosidasius.Para sistemas induzíveis, riboswitches responsivos à teofilina, previamente utilizados em Clostridium, serão avaliados. O comprimento curto (84 nt) do riboswitch permite controle induzível ao ser adicionado a qualquer promotor. Serão testados diferentes promotores de C. thermocellum, com ajustes nucleotídicos para modular a estrutura de stem:loop e melhorar o alcance dinâmico.Promotores-riboswitches desenvolvidos serão acoplados à expressão de genes de nucleases adequados para edição genômica. Cas9 de S. thermophilus, um termófilo, será testado junto com outras enzimas termofílicas. Os sistemas induzíveis também serão empregados para desenvolver plasmídeos condicionalmente replicativos, por meio de modulação ou interferência no processo de replicação, ou para controlar um sistema de toxina/antitoxina (TA/AT) demonstrado em P. thermoglucosidasius, induzindo a perda do plasmídeo como seleção necessária.