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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Ciências Biológicas

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: ENGENHARIA GENÔMICA D E LINHAGEM INDUSTRIAL DE SACCHAROMYCES CEREVISIAE VISANDO MELHORAR A TOLERÂNCIA AO ETANOL

Ano: 2014

Orientador
  • BORIS JUAN CARLOS UGARTE STAMBUK
Aluno
  • AUGUSTO BUCKER

Conteúdo

Durante a produção industrial de álcool combustível, um dos fatores limitantes no processo é o estresse promovido às células de levedura pelas altas concentrações de etanol presentes no meio. este trabalho teve por objetivo incrementar a tolerância ao etanol de uma linhagem industrial de saccharomyces cerevisiae através da modificação da região promotora de dois genes: o gene trp1 envolvido na síntese de triptofano, ou o gene msn2 que codifica para um fator de transcrição que regula a resposta ao estresse geral em s. cerevisiae. as linhagens recombinantes foram desenvolvidas usando técnicas de engenharia genômica baseadas em pcr, para inserir o promotor forte e constitutivo padh1 na região promotora dos genes alvo. embora a linhagem industrial utilizada (cat-1) seja diplóide, apenas um dos alelos do gene alvo foi modificado. após confirmação por pcr das modificações realizadas no genoma das linhagens recombinantes, a sobre-expressão dos genes foi quantificada por qrt-pcr. os resultados mostraram que a linhagem de levedura industrial é mais tolerante ao etanol (podendo crescer em até 14% do álcool), quando comparado com uma linhagem de laboratório (nessa última 10% de etanol inibe totalmente o crescimento). em ambas a linhagens a sobre-expressão do gene trp1 claramente incrementou a tolerância ao etanol. as linhagens industriais sobre-expressando o gene msn2, ou uma versão truncada do gene (msn2-t, sem os primeiros 48 aminoácidos), mostraram-se igualmente mais tolerantes ao etanol. a linhagem que sobre-expressa o gene msn2 mostrou-se também mais resistente ao estresse salino, mas mais sensível ao estresse oxidativo, enquanto que a linhagem que sobre-expressa o gene msn2-t foi mais resistente a esse último estresse. a análise dos níveis intracelulares de espécies reativas de oxigênio (ros) revelou que o estresse provocado pelo etanol aumenta significativamente os níveis de ros nas células, sendo que ocorreu uma redução na quantidade desses compostos nas linhagens modificadas no gene msn2. em seguida, foi investigado se essa melhora no crescimento celular na presença de altas concentrações de etanol leva a produtividades mais elevadas de etanol durante a fermentação de altas concentrações (200 g/l) de sacarose, inclusive na presença de diferentes concentrações estressantes de etanol no início das fermentações. os resultados revelaram que não ocorreram diferenças significativas entre a linhagem industrial cat-1 e as linhagens recombinantes nos diferentes parâmetros fermentativos analisados, tanto em processos de bateladaxsimples quanto na batelada alimentada, com reciclo celular. o estresse alcoólico afetou principalmente o consumo dos monossacarídeos (glicose e frutose) produzidos na hidrólise da sacarose. em conclusão, os resultados sugerem que uma maior tolerância ao etanol (através das modificações genômicas realizadas neste trabalho), não significa necessariamente uma maior produção de etanol pela linhagem industrial de s. cerevisiae.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.93285

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,42% 9,19% 6,99% 4,91% 5,05% 4,80% 7,82% 8,00% 7,49% 4,83% 6,27% 10,97% 4,00% 6,50% 4,35% 4,41%
ODS Predominates
ODS 12
ODS 1

4,42%

ODS 2

9,19%

ODS 3

6,99%

ODS 4

4,91%

ODS 5

5,05%

ODS 6

4,80%

ODS 7

7,82%

ODS 8

8,00%

ODS 9

7,49%

ODS 10

4,83%

ODS 11

6,27%

ODS 12

10,97%

ODS 13

4,00%

ODS 14

6,50%

ODS 15

4,35%

ODS 16

4,41%