APROVEITANDO GENES EXTREMOTOLERANTES PARA AUMENTAR A RESISTÊNCIA DE Saccharomyces cerevisiae A INIBIDORES FENÓLICOS DERIVADOS DE BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA

• Processo: 25/00730-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Elizabeth Bilsland
• Beneficiário: Pedro Koliski Coelho Neto
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Saccharomyces cerevisiae Biologia sintética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cellular stress responses | lignocellulosic hydrolysate inhibitors | phenolic compounds | Saccharomyces cerevisiae | Second generation biofuels | Tolerance | Biologia Sintética

Resumo

Em resposta à crescente demanda global por biocombustíveis sustentáveis, torna-se cada vez mais relevante enfrentar os desafios impostos pelos inibidores nos processos de produção de biocombustíveis. Os biocombustíveis de segunda geração (2G), derivados de biomassa lignocelulósica, apresentam grande potencial para reduzir a dependência de combustíveis fósseis e promover a sustentabilidade ambiental. No entanto, a presença de compostos inibitórios nos hidrolisados frequentemente compromete a eficiência da fermentação de Saccharomyces cerevisiae, uma levedura amplamente utilizada na produção de biocombustíveis. Esses inibidores impactam negativamente a eficiência de conversão da biomassa, esgotando recursos energéticos celulares, como ATP, NADH e NADPH, o que pode prolongar o tempo de fermentação e aumentar os custos operacionais. Este estudo tem como objetivo aumentar a tolerância de S. cerevisiae a compostos fenólicos, uma classe de inibidores presentes em hidrolisados lignocelulósicos, melhorando, assim, a eficiência geral da produção de biocombustíveis 2G. Para alcançar esse objetivo, serão utilizados genes extremotolerantes de tardígrados. Será empregada uma biblioteca sintética de cDNA de tardígrados em levedura, contendo aproximadamente 300.000 clones, para identificar genes-chave capazes de aumentar a tolerância da levedura aos compostos fenólicos comuns durante a fermentação. Esses genes serão otimizados para expressão em S. cerevisiae e integrados ao genoma de uma linhagem industrial de levedura fermentadora de xilose utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9. Além disso, análises bioinformáticas serão realizadas para prever as funções dos genes, juntamente com ensaios de interação proteína-proteína. Perfis transcriptômicos e metabolômicos também serão empregados para elucidar os mecanismos moleculares subjacentes à tolerância aprimorada. Espera-se que os genes derivados de tardígrados aumentem significativamente a resistência da levedura a inibidores fenólicos comuns, contribuindo para o avanço das tecnologias de biocombustíveis e promovendo o uso de recursos renováveis.