Prospecção de genes associados à produção de etanol 2G por genômica comparativa : Prospection of 2G ethanol production associated genes using comparative genomics approach

Autor(es)

Guilherme Borelli

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2017-02-10

Membros da banca

Raquel Miranda Cadete; Mariana Freitas Nery

• Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira

Resumo

A inevitável mudança na matriz energética mundial é apontada em diversas discussões entre nações nos encontros mundiais que abordam o aquecimento global. A substituição da gasolina por etanol deve gerar uma demanda para o aumento de sua produção, que no futuro poderá contar com usinas de segunda-geração (2G). Um dos entraves para viabilizar economicamente esta produção é a baixa produtividade das leveduras construídas para uso na indústria. Para solucionar esse percalço, a construção em laboratório de cepas de Saccharomyces cerevisiae fazendo uso de genes exógenos à espécie, tem sido a melhor alternativa até o momento. Neste trabalho buscamos genes relacionados ao consumo de xilose, através do isolamento de leveduras selvagens e uma abordagem de genômica comparativa. Foram isoladas a partir de insetos-praga de cana energia e outros cultivares, cerca 1300 colônias de leveduras, identificadas como 13 espécies. Uma análise comparativa do crescimento dessas leveduras em xilose, apontou Candida sojae como um bom candidato para doar novos genes putativos de transportadores de xilose. A análise do genoma desta espécie apontou potenciais transportadores, dos quais 4 estão sendo testados. A comparação com genomas de outras leveduras indicou uma família gênica, também relacionada à transporte, exclusiva de espécies consumidoras de xilose. Foram escolhidos dois representantes dessa família que estão sendo testados. Em paralelo, a evolução de enzimas relacionadas ao metabolismo de xilose investigada, nas quais foram encontrados indícios de seleção positiva diferenciada em leveduras com capacidade natural de fermentar xilose, ao que sabemos, um resultado inédito. Outra família gênica com forte evidencia de evolução sob seleção é composta por enzimas metilglioxal redutases, as quais podem estar relacionadas com o balanço de cofatores nas espécies de leveduras fermentadoras de xilose. Os resultados obtidos abrem novas possibilidades de pesquisa na complexa rede de balanço de cofatores, e expõe potenciais genes passíveis de serem utilizados em cepas para produção industrial de etanol 2G (AU)