Cana-de-açúcar como biofábricas verdes: engenharia metabólica de compostos aromáticos de alto valor agregado

• Processo: 25/11107-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Igor Cesarino
• Beneficiário: Alison Andrei Schmatz
• Supervisor: Aymerick Eudes
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Lawrence Berkeley National Laboratory, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 24/08175-9 - Cana-de-açúcar como biofábricas verdes: engenharia metabólica de compostos aromáticos de alto valor, BP.PD
• Assunto(s): Bioeconomia Compostos aromáticos Parede celular Biotecnologia vegetal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioeconomia | Compostos Aromáticos | Cultura multipropósito | Parede celular | Biotecnologia Vegetal

Resumo

A biomassa lignocelulósica é uma alternativa sustentável para substituir derivados de petróleo, pois pode ser desconstruída em açúcares simples e compostos aromáticos que podem ser convertidos em biocombustíveis e bioprodutos. A via do chiquimato/fenilpropanoide é um importante alvo biotecnológico, pois é fonte não apenas do polímero aromático lignina, mas também de metabólitos elegíveis como importantes biosubstitutos para aromáticos comumente derivados de fontes fósseis. Culturas altamente produtivas, como a cana-de-açúcar, podem ser engenharizadas para a produção sustentável de aromáticos de alto valor, impulsionando seu status como culturas multipropósito. Duas estratégias para gerar cana-de-açúcar geneticamente modificada foram utilizadas para desviar o fluxo de carbono da via biossintética da lignina para a produção de dois compostos de alto valor: tricina (produzida naturalmente na cana-de-açúcar em pequenas quantidades; propriedades antioxidantes e antimicrobianas) e ácido 2-pirona-4,6-dicarboxílico (PDC, bloco de construção para a produção de bioplásticos). A caracterização inicial dessas linhagens foi realizada, na qual determinamos seus parâmetros de acúmulo de biomassa. Aqui, pretendemos caracterizar mais profundamente essas linhagens para (i) acúmulo de compostos alvo via LC-MS; (ii) caracterização de parâmetros da parede celular, incluindo conteúdo e composição de lignina; e (iii) rendimentos de sacarificação. As plantas foram cultivadas em condições de casa de vegetação e os entrenós e folhas foram coletados em dois momentos diferentes, 4 e 7 meses após a propagação. Essa perspectiva de desenvolvimento nos permitirá avaliar a dinâmica da acúmulo de metabólitos-alvo e as potenciais consequências na deposição da parede celular, bem como verificar quaisquer melhorias no processamento de biomassa. Nossos resultados permitirão uma avaliação abrangente de duas estratégias diferentes para converter plantas de cana-de-açúcar em biofábricas verdes. (AU)