Auxílio à pesquisa 21/06142-8 - Bioeconomia, Engenharia metabólica - BV FAPESP
Processo: 21/06142-8
Pesq. associados: Aymerick Eudes ; Carla Cristina Polo ; José Carlos del Río Andrade ; Wagner Rodrigo de Souza
Assunto(s): Bioeconomia Engenharia metabólica Fenilpropanoide Lignina Bioenergia Gramíneas
Biomassa lignocelulósica constitue uma alternativa sustentável à complexa cadeia produtiva de petróleo, uma vez que pode ser processada em açúcares simples e compostos aromáticos que posteriormente são convertidos em biocombustíveis e bioprodutos. Neste contexto, a via do chiquimato/fenilpropanóides é um importante alvo biotecnológico, por ser fonte não apenas do polímero aromático lignina (considerado um grande gargalo para o processamento da biomassa nas biorefinarias) como também de metabólitos elegíveis como bio-substitutos de compostos aromáticos obtidos de fontes fósseis. Esse projeto pretende contribuir com pesquisa básica (novos conhecimentos) e aplicada (novos produtos) envolvendo a via do chiquimato/fenilpropanóides em gramíneas C4. O primeiro objetivo é realizar a caracterização funcional de cinco genes potencialmente envolvidos no metabolismo de lignina utilizando a gramínea C4 modelo Setaria viridis. Esses genes candidatos foram previamente selecionados durante o projeto JP1 Fapesp (2015/02527-1), em que análises transcriptômicas em larga escala seguidas de análises de co-expressão foram aplicadas em ferramentas-modelo desenvolvidas para facilitar o estudo do metabolism de lignina em gramíneas C4. Os genes foram escolhidos de forma a cobrir aspectos diversos do metabolismo de lignina, incluindo regulação transcricional, biossíntese, transporte de monolignóis e glicosilação de monolignóis. O segundo objetivo é impulsionar o status de cultura multipropósito da cana-de-açúcar por meio da bioengenharia da via do chiquimato/fenilpropanóides. Três estratégias são propostas, baseadas em metabólitos-alvo que representam compostos de alto valor comercial e cuja engenharia metabólica potencialmente afetará a deposição de lignina (e consequentemente facilitará o processamento da biomassa). Para ambas as partes do projeto, a expressão dos genes-alvo será modificada e as linhagens transgênicas resultantes serão caracterizadas com uma abordagem de fenotipagem ampla, incluindo análises anatômicas/estruturais, análises bioquímicas, transcriptômica em larga escala, determinação de perfis fenólicos e ensaios de sacarificação. Este projeto tem o potencial de não somente gerar conhecimento básico acerca do metabolismo de lignina em gramíneas C4 mas também, de gerar novas estratégias biotecnológicas de manipulação da via do chiquimato/fenilpropanóides para aplicações industriais. (AU)