Regulação transcricional, resposta à luz e genômica de Trichoderma harzianum: desvendando caracteres biotecnológicos

Autor(es)

Rafaela Rossi Rosolen

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2024-11-27

Membros da banca

Anete Pereira de Souza; Luana Walravens Bergamo; Lucas Miguel de Carvalho; Roberto do Nascimento Silva; Renato Graciano de Paula

• Orientador: Anete Pereira de Souza; Maria Augusta Crivelente Horta

Resumo

O fungo ascomiceto filamentoso Trichoderma harzianum destaca-se como um organismo de elevada relevância biotecnológica devido à sua habilidade de produzir e secretar eficientemente enzimas ativas em carboidratos (CAZymes). Essas enzimas têm um amplo uso na indústria para a hidrólise de biomassa vegetal, favorecendo a produção de biocombustíveis e bioprodutos de alto valor. A expressão dos genes responsáveis por essas enzimas hidrolíticas é estritamente regulada em nível transcricional, com os fatores de transcrição (FTs) XYR1 e CRE1 sendo os principais reguladores. Tal regulação gênica está diretamente ligada à disponibilidade de fontes de carbono no meio extracelular. Além disso, estudos demonstraram que fatores abióticos, como a luz, desempenham um papel crucial na regulação gênica das CAZymes por meio de fotorreceptores, como BLR1, BLR2 e ENV1, as quais interagem com a proteína G heterotrimérica e a via do AMP cíclico (cAMP). Nesse contexto, estudos genômicos oferecem uma análise mais precisa da regulação gênica em resposta a variáveis ambientais, como luz e disponibilidade de carbono, relacionando o perfil fenotípico de um fungo ao seu conteúdo gênico. Esses estudos também são fundamentais para a bioprospecção de compostos de interesse biotecnológico. Diante deste cenário, nesta tese, (I) investigamos, por meio de redes de coexpressão gênica, a regulação gênica mediada por XYR1 e CRE1 durante a degradação da celulose em diferentes linhagens de T. harzianum. Também (II) realizamos as etapas de sequenciamento, montagem, predição gênica e anotação funcional do genoma de T. harzianum IOC-3844 (Th3844) e T. harzianum CBMAI-0179 (Th0179) e, para fins comparativos, de Trichoderma reesei CBMAI-0711 (Tr0711) e Trichoderma atroviride (Ta0020), espécies fenotípica e filogeneticamente distintas de T. harzianum. Por fim, (III) exploramos como a luz influencia a regulação de genes associados à degradação da biomassa vegetal na linhagem potencialmente hidrolítica Th3844. Para isso, analisamos, sob diferentes condições de luz e fontes de carbono, os níveis de expressão de genes que codificam CAZymes, FTs e proteínas envolvidas nas vias de sinalização da proteína G heterotrimérica e do cAMP. De forma geral, este estudo integrou bioinformática e biologia molecular para proporcionar uma compreensão mais profunda de como conjuntos de genes específicos de T. harzianum respondem a diferentes estímulos ambientais e como o genoma dessa espécie é organizado e adaptado para otimizar sua capacidade de degradar materiais lignocelulósicos e sobreviver em condições variáveis. Os resultados desta tese não apenas expandem nosso conhecimento sobre a biologia e ecologia dessa espécie, mas também apresentam implicações práticas significativas para a otimização de processos industriais, como a degradação da biomassa e a produção de metabólitos de interesse (AU)

• Processo FAPESP: 20/13420-1 - Avaliação da influência da luz na expressão de enzimas hidrolíticas para a bioprospecção de fungos do gênero Trichoderma com potencial hidrolítico
• Beneficiário: Rafaela Rossi Rosolen
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado