Metagenômica e metatranscriptômica do microbioma de rúmen para a descoberta de genes degradadores de biomassa

Resumo

O Brasil é considerado um dos líderes internacionais em matéria de biocombustíveis. Embora biocombustíveis derivados de plantas lignocelulósicas representem uma importante alternativa de energia renovável, o grande desafio da sua produção em escala industrial está na despolimerização enzimática ineficiente da fibra vegetal. Uma das formas de superar este problema é o engenheiramento de enzimas conhecidas, a qual tem sido limitada a um grupo restrito de moléculas. Alternativamente, a recuperação de enzimas a partir de comunidades microbianas evoluídas naturalmente em ambientes de degradação de biomassa, como o rúmen de ruminantes, oferece uma estratégia promissora para a identificação de novas enzimas lignocelulósicas com melhor atividade. Neste cenário, a abordagem metagenômica é uma poderosa ferramenta para a descoberta de novos genomas e genes ativos na degradação da biomassa. Utilizando as estratégias de metagenômica e metatranscriptômica que incluem, respectivamente, o isolamento de DNA e RNA de rúmen, posterior construção de bibliotecas, sequenciamento de segunda geração e bioinformática, seguida de expressão heteróloga de genes, este projeto objetiva o estudo do rúmen de caprinos como fonte para a descoberta de novas enzimas. O rúmen de caprinos que é um sistema biológico onde micro-organismos degradadores de biomassa são naturalmente enriquecidos facilitando a bioprospecção direcionada à busca de novos genes e enzimas associadas à hidrólise do material vegetal. O projeto proposto irá prover um significativo avanço no entendimento fundamental da diversidade genômica, funções naturais, e capacidade metabólica de microrganismos associados à degradação de biomassa. O entendimento dos agentes e mecanismos envolvidos na hidrólise proverá meios para a obtenção de novas moléculas a serem empregadas na indústria de biocombustíveis. (AU)