Otimização do tratamento de efluentes utilizando microalgas através da modelagem metabólica da comunidade microbiana

• Processo: 25/22616-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2026
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Ana Teresa Lombardi
• Beneficiário: Bruno Assis Pessi
• Supervisor: Zoran Nikoloski
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Potsdam, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 24/18573-1 - Otimização do tratamento de efluentes utilizando microalgas através da modelagem metabólica da comunidade microbiana, BP.PD
• Assunto(s): Metabolismo Microalgas Modelagem Otimização Tratamento de esgotos sanitários Vinhaça Bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: metabolismo | microalgas | Modelagem | otimização | Tratamento de esgoto | vinhaça | Bioprocessos

Resumo

Este Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) visa desenvolver um novo método de modelagem que identifica as principais reações e grupos biológicos dentro da rede metabólica da comunidade microbiana da simbiose microalga-bactéria durante o tratamento de efluentes. Os modelos atuais de tratamento de efluentes que utilizam microalgas apresentam duas limitações principais: eles não prevêem a composição da biomassa algal nem as mudanças na comunidade microbiana. Para resolver a primeira limitação, aplicaremos uma nova versão do método DRUM (Dynamic Reduction of Unbalanced Metabolism) às redes metabólicas dos organismos fotossintéticos, produzindo sub-redes reduzidas que preservam as vias metabólicas intracelulares essenciais, permitindo, simultaneamente, a simulação dinâmica dos componentes internos (por exemplo, lípidos e proteínas). Para resolver a segunda limitação, construiremos e analisaremos modelos metabólicos de comunidades microbianas utilizando os métodos baseados em restrições (constraint-based) mais recentes para o tratamento da vinhaça e esgoto sanitário. O método desenvolvido durante o BEPE será posteriormente aplicado na segunda parte do projeto de pós-doutorado ao modelo abrangente de alga-bactéria (ALBA) expandido (desenvolvido na primeira parte do projeto de pós-doutorado). O método final será o primeiro a combinar modelos dinâmicos abrangentes de tratamento de efluentes com a análise de redes metabólicas, abrindo caminho para modelos mais robustos e com melhor capacidade preditiva de tratamento de efluentes utilizando microalgas.