Análise do perfil transcricional de Pseudomonas sp. LFM046 e seus recombinantes produzindo biopolímeros / polihidroxialcanoatos a partir de glicose baseado em DNA Microarray e RNASeq.

Resumo

Pseudomonas sp. LFM046 tem sido estudada como plataforma biológica para a produção de polímeros biodegradáveis pertencentes à família dos polihidroxialcanoatos (PHAs), no Laboratório de Bioprodutos da Universidade de São Paulo (LBUSP). O genoma completo da Pseudomonas sp. LFM046 foi obtido e a anotação de seus genes foi refinada manualmente com o intuito de melhorar a qualidade do modelo metabólico em escala genômica que está sendo construído. Esta linhagem produz um copolímero de 3-hidroxialcanoatos de cadeia média (PHAMCL - 6 a 14 carbonos), contendo monômeros saturados de 6, 8, 10 e 12 carbonos e um monômero de 12 carbonos com o carbono 5 insaturado. O objetivo desta proposta é realizar a análise do perfil transcricional de Pseudomonas sp. LFM046 e seus recombinantes em diferentes condições de cultivo. A análise do transcriptoma permitirá uma avaliação qualitativa e quantitativa, em diferentes condições de crescimento e acúmulo de polímeros, da expressão dos genes envolvidos nas vias metabólicas de degradação da glicose: Via Pentoses-Fosfato, Via Entner-Doudoroff, ciclo TCA e outros. Esta informação será essencial para aumentar o nosso conhecimento sobre o metabolismo desta linhagem e restringir o número de distribuições de fluxos matematicamente possíveis previstas para uma mesma condição experimental, aumentando a acurácia do modelo metabólico que tem sido desenvolvido no LBUSP em parceria com o grupo de Bioinformática dirigido pela Dra. Marie France Sagot do INRIA e da Universidade de Lyon, França. O genoma por si só não permite a análise do efeito da regulação metabólica in vivo, mas tal efeito é mensurável nos níveis de expressão dos genes. A análise do transcriptoma será realizada a partir do sequenciamento do RNA (RNA-Seq) e de DNA microarray. Os resultados obtidos neste trabalho serão disponibilizados para a comunidade científica através da apresentação deste em eventos nacionais e internacionais, publicações em revistas de alto impacto e submissão das sequências de cDNA de Pseudomonas sp. LFM046 nos bancos de dados. Os experimentos e interpretação dos dados serão realizados sob a supervisão do Dr. Alexander Steinbuchel, na Universidade de Munster, Alemanha. O laboratório do Dr. Steinbuchel possui um grupo especializado no metabolismo microbiano, biologia molecular, genética e engenharia de bioprocessos, o que irá ampliar significativamente o nosso conhecimento sobre as vias metabólicas envolvidas na produção de PHA. Além disto, os conhecimentos gerados irão acelerar o desenvolvimento de novas linhagens a partir de abordagens de biologia sintética e/ou biologia de sistemas, e até mesmo para bioprodutos diferentes do PHA, uma vez que qualquer perfil metabólico requerido por uma nova biomolécula precursora seria avaliável no modelo metabólico em construção.