Análise transcricional de Trichoderma harzianum CBMAI-0179 durante a degradação de celulose

Autor(es)

Déborah Aires Almeida

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2019-08-21

Membros da banca

Anete Pereira de Souza; Marcelo Falsarella Carazzolle; Adriano Rodrigues Azzoni

• Orientador: Anete Pereira de Souza

Resumo

O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, a qual após ser processada gera uma grande quantidade de subprodutos, com destaque para o bagaço de cana que pode ser convertido em etanol de segunda geração. No entanto, um dos principais desafios para implementar essa tecnologia está na obtenção de enzimas eficientes para a hidrólise da biomassa vegetal. Diante desse cenário, os microrganismos saprófitos desempenham um papel importante por produzirem enzimas que degradam a parede celular vegetal, sendo dessa forma, alvos atrativos para aplicações em processos industriais biotecnológicos. Assim sendo, espécies do gênero ascomiceto filamentoso Trichoderma vêm sendo amplamente exploradas. T. harzianum é uma espécie comumente empregada como agente de biocontrole, contudo diversos estudos também demonstraram o seu potencial em produzir um conjunto de enzimas capazes de promover a degradação da biomassa vegetal de forma bastante eficaz e, portanto, tem sido investigada como uma valiosa fonte de enzimas hidrolíticas para uso industrial. Este trabalho teve por objetivo identificar e analisar por intermédio do sequenciamento de RNA (RNA-Seq) e do exoproteoma, o conjunto de genes relacionados à hidrólise da biomassa vegetal pelo fungo T. harzianum CBMAI-0179, utilizando celulose cristalina e glicose como fonte de carbono. As enzimas relacionadas à degradação de carboidratos são catalogadas em um banco de dados denominado CAZy (Carbohydrate-active enzymes). Foram identificados nessa linhagem, 219 genes diferencialmente expressos em celulose em relação a glicose e dentre esses, foram identificados 35 CAZymes, sendo 2 AAs (atividades auxiliares), 21 GHs (hidrolases glicosídicas), 1 GT (glicosil transferase), 2 CEs (carboidrato esterases) e 9 CBMs (módulos de ligação a carboidratos). As famílias CAZymes foram classificadas, quantificadas e com isso as principais famílias de celulases e hemicelulases foram analisadas com base no nível de expressão. Nessa análise dos dados do transcriptoma, foram encontradas 9 CAZymes diferencialmente expressas (GH1, GH3, GH5, GH6, GH7, GH45 e AA9) relacionadas à degradação de celulose e 1 CAZyme diferencialmente expressa (GH10) relacionada à degradação de hemicelulose, no qual esses dados foram comparados com outras espécies do mesmo gênero (T. harzianum IOC-3844 e T. atroviride CBMAI-0020). No exoproteoma foi identificado um total de 32 proteínas secretadas em celulose como beta-glicosidases, endoglucanases, celobiohidrolase, monooxigenase lítica de polissacarídeo (LPMO), endo-1,4-beta-xilanases e beta-mannanase. Esses dados foram correlacionados com os dados do transcriptoma a fim de observar o nível de expressão dos genes que codificam essas proteínas. Dessa maneira, redes de co-expressão foram construídas a partir dos dados de correlação do nível de expressão dos genes onde foi possível explorar a relação desses genes com as proteínas secretadas que agem sinergisticamente para degradação de celulose. Ademais, mediante anotação funcional foi possível identificar genes importantes relacionados à fatores de transcrição (TFs), transportadores da superfamília dos facilitadores majoritários (MFS) e transportadores ABC. Estes resultados demonstram o potencial de T. harzianum para bioprospecção de enzimas hidrolíticas eficientes com aplicação em coquetéis enzimáticos para produção de etanol de segunda geração (AU)

• Processo FAPESP: 17/17782-2 - Análise transcricional de Trichoderma harzianum CBMAI-0179 durante a degradação de celulose e glicose
• Beneficiário: Déborah Aires Almeida
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado