Efeitos da especificidade do cofator da enzima álcool desidrogenase na tolerância e produção de etanol em cepas etanologênicas da bactéria termofílica T. saccharolyticum

• Processo: 25/00691-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Luana Walravens Bergamo
• Beneficiário: Luana Walravens Bergamo
• Pesquisador Anfitrião: Lee Howard Lynd
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Dartmouth College, Estados Unidos
• Vinculado ao auxílio: 18/25682-0 - Laboratório de biocombustíveis avançados de segunda geração, AP.BIOEN.SPEC
• Assunto(s): Biocombustíveis Fermentação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biofuels | Cbp | ethanol tolerance | Fermentation | nicotinamide cofactors | Thermophilic bacteria | Biotecnologia, Engenharia Metabólica

Resumo

Clostridium thermocellum é um promissor candidato para a produção de biocombustíveis a partir de biomassa devido à sua capacidade nativa de consumir celulose, mas requer uma produção de etanol maior para ser comercialmente viável. A produção de etanol pode ser melhorada por engenharia metabólica, através da deleção de genes e/ou expressão heteróloga de genes e vias de bactérias termofílicas que possuem vias de produção de etanol eficientes, como cepas modificadas de Thermoanaerobacterium saccharolyticum. Por esse motivo, compreender profundamente a via de produção de etanol de T. saccharolyticum é extremamente importante. Embora muitos avanços tenham sido alcançados nos últimos anos, algumas lacunas ainda persistem, como o entendimento do funcionamento dos genes responsáveis ¿¿pela produção de acetaldeído e etanol, conhecidos como álcool desidrogenases. Diferentes cepas de T. saccharolyticum usam diferentes cofatores de nicotinamida (ou seja, NAD+ e NADP+), e o impacto do uso desses cofatores na tolerância ao etanol e na produção de etanol não é completamente compreendido. A presente proposta visa abordar esta questão, concentrando-se em uma cepa que possui atividade de ADH ligada ao NADPH (LL1049) e outra que possui atividade de ADH ligada ao NADH (LL1145). Serão realizados experimentos de fermentação, tolerância ao etanol, Evolução Laboratorial Adaptativa (ALE), ensaio enzimático e engenharia genética. A expertise e a infraestrutura do Lynd Lab, onde será realizado o estágio da Bolsa de Pesquisa no Exterior (BPE), permitirão que esses experimentos sejam realizados sob a supervisão dos maiores especialistas da área, possibilitando posterior transferência de tecnologia para o Brasil. É esperado que este projeto seja complementar a outros estudos em desenvolvimento no nosso grupo de pesquisa no A2G Lab e resulte em publicações num futuro próximo. Considerando a atual demanda energética e alimentar, esta proposta está alinhada com vários Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, incluindo redução da pobreza, energia limpa e acessível e ações climáticas.