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Desenvolvimento de promotores induzíveis para termófilos

Processo: 24/06970-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 02 de setembro de 2024
Data de Término da vigência: 01 de julho de 2025
Área de conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Daniel Groban Olson
Beneficiário:Edson Yu Sin Kim
Supervisor: Adam Guss
Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:22/16264-6 - Engenharia Metabólica Integrativa para Melhorar a Produção de Etanol por Bactérias Termófilas: Desenvolvimento de Técnicas, Integração Cumulativa de Mutantes e Caracterização de Cepas, BP.PD
Assunto(s):Biologia sintética   Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas   Engenharia metabólica   Promotores
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Biologia Sintetica | Crispr | Engenharia metabólica | Ferramentas genéticas | Promotores | termófilos | Engenharia metabólica

Resumo

Os sistemas promotores induzíveis são fundamentais para o controle preciso da expressão gênica, facilitando diversas aplicações biotecnológicas. No entanto, a funcionalidade dos sistemas existentes a altas temperaturas (>50°C) permanece limitada, colocando desafios para processos industriais termofílicos. Este projeto visa suprir esta lacuna através do desenvolvimento de promotores indutíveis termofílicos com alta faixa dinâmica e baixo vazamento. Esta pesquisa se concentra principalmente em Clostridium thermocellum, um anaeróbio que degrada a lignocelulose, e em Thermoanaerobacterium saccharolyticum, ambos candidatos importantes para a biotecnologia industrial. Empregamos uma abordagem sistemática, incluindo o desenvolvimento de um sistema de seleção dupla para caracterização de promotores, caracterização de promotores indutíveis existentes e seleção baseada em biblioteca para otimizar os sistemas de melhor desempenho. Um aspecto fundamental deste projeto envolve a colaboração com o laboratório Guss do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), responsável pelo desenvolvimento de muitas técnicas relacionadas a termófilos e organismos não-modelo, e também consolidou muitos dos protocolos e infraestrutura necessários para lidar com anaeróbios termofílicos. . O componente BEPE é essencial para a aquisição de metodologias como design de ensaios enzimáticos anaeróbicos de alta temperatura e protocolos de edição de genoma CRISPR adaptados para bactérias termofílicas. O plano de trabalho abrange ensaios de triagem, geração de biblioteca de promotores, transformação e triagem de alto rendimento, além de aprender a lidar com T. saccharolyticum e implementar os promotores otimizados em experimentos de prova de conceito. Também tentaremos implementar técnicas de SAGE nos organismos mencionados. As metodologias envolvem clonagem de plasmídeos, geração de biblioteca de promotores, seleção de cepas e análise de expressão gênica por meio de extração de RNA, qPCR e ensaios enzimáticos. O sucesso do projeto promoverá o avanço da biotecnologia industrial, fornecendo ferramentas personalizadas para o controle preciso da expressão genética em organismos termofílicos.

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