Identificação de redes de regulação relacionadas com a acumulação de lipídios na microalga Chlamydomonas reinhardtii

Resumo

As microalgas apresentam alto potencial como matéria-prima para a produção sustentável de biocombustíveis e químicos de interesse. Destacam-se por sua alta capacidade de biossíntese de lipídios, mas não são atualmente uma opção comercialmente viável, visto que as altas concentrações de lipídeos e a alta produtividade de biomassa são inversamente correlacionados na maioria das espécies. A condição ambiental que mais contribui para um aumento significativo de lipídios neutros, tais como triacilgliceróis (TAGs) em microalgas, é a privação do nitrogênio (N). No entanto, as células são induzas a uma fase de quiescência celular onde as divisões celulares são interrompidas. Estudos anteriores utilizaram abordagens de superexpressão e inativação de genes específicos encontrados em vias bioquímicas de biossíntese de lipídios e acúmulo de amido visando o aumento da produção TAGs. Entretanto, a maioria destes estudos não obtiveram o sucesso esperado e não contribuem ainda para ações sustentáveis de geração de bioenergia. Um estudo realizado através da integração de dados "ômicos" em uma abordagem de biologia de sistemas poderá gerar informações mais abrangentes para a compreensão de fenômenos complexos como a acumulação de lipídeos. Na presente proposta, visamos investigar redes biológicas e regulatórias envolvidas na acumulação de lipídeos em Chlamydomonas reinhardtii em resposta à privação de N, através da análise integrativa de perfilamento de transcritos gênicos de fatores de transcrição e fatores de regulação, do proteoma total e regulatório e do metaboloma das células em uma abordagem de séries de tempo e em condição fotoautotrófica. Esta compreensão holística do metabolismo pode trazer o avanço necessário para que as microalgas sejam utilizadas no futuro como matéria-prima lipídica comercial.