Avaliação de novas estratégias para fermentação de etanol por Saccharomyces cerevisiae: análise de expressão gênica durante estímulo bioelétrico e seleção de linhagens por ensaios em larga escala

Autor(es)

Pedro Augusto Galvão Tizei

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2013-02-27

Membros da banca

Gonçalo Amarante Guimarães Pereira; Luiz Carlos Basso; Renato Vicentini

• Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira

Resumo

A produção fermentativa de etanol a partir de substratos chamados de "primeira geração", como cana-de-açúcar e amido de milho, já atingiu níveis muito elevados de eficiência. As linhagens industriais utilizadas nestes processos já são adaptadas ao ambiente industrial e possuem características que dificultam o melhoramento por engenharia genética tradicional. Duas abordagens inovadoras foram utilizadas para buscar processos fermentativos mais eficientes: o uso de reatores bioelétricos para alterar os produtos da fermentação e um ensaio de engenharia evolutiva para otimizar fenótipos heterólogos. Foram feitas fermentações bioelétricas com Saccharomyces cerevisiae, obtendo aumentos de produtividade de etanol, sem alterar o rendimento final, e também mudanças nas proporções dos subprodutos glicerol e acetato. Uma resposta distinta foi observada para uma linhagem industrial cultivada nas mesmas condições. Foram realizadas análises de expressão gênica global de linhagens de laboratório e industrial fermentando sob estímulo bioelétrico. Não foram observadas alterações na via fermentativa, mas houve variações grandes na expressão de genes relacionados a outros aspectos da fisiologia da levedura, como genes para síntese de lipídios de membrana e genes desconhecidos ou com funções aparentemente não-relacionadas ao processo fermentativo. Também foi evidente uma resposta global diferente entre as duas linhagens. Foi estabelecido um método automatizado para ensaios de engenharia evolutiva, que permitiu a seleção de linhagens por crescimento em celobiose. Utilizando apenas a variabilidade presente no genoma de uma linhagem industrial diplóide, foi possível obter linhagens haplóides com desempenho superior à linhagem parental. Portanto, esta estratégia pode ser viável para se obter fenótipos superiores utilizando linhagens distantes de S. cerevisiae (AU)

• Processo FAPESP: 10/02415-5 - Identificação dos mecanismos moleculares envolvidos na modulação da produção de etanol por correntes elétricas em Saccharomyces cerevisiae
• Beneficiário: Pedro Augusto Galvão Tizei
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado