Desenvolvimento de plataformas industriais = domesticação de leveduras para o melhoramento da fermentação alcoólica
Felipe Galzerani
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP G139d
[Development of industrial platforms]
Campinas, SP : [s.n.], 2010.
78 f. : il.
Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Juan Lucas Argueso
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: A crise energética e a preocupação ambiental têm feito do etanol uma fonte de energia renovável atrativa. Brasil e Estados Unidos têm se destacado nos últimos anos como os dois maiores produtores deste importante recurso energético. O etanol brasileiro é produzido pela fermentação da...
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Resumo: A crise energética e a preocupação ambiental têm feito do etanol uma fonte de energia renovável atrativa. Brasil e Estados Unidos têm se destacado nos últimos anos como os dois maiores produtores deste importante recurso energético. O etanol brasileiro é produzido pela fermentação da sacarose da cana-de-açúcar pela levedura Saccharomyces cerevisiae. Cepas laboratoriais de S. cerevisiae estão entre os organismos mais bem caracterizados pela biologia moderna. Durante décadas elas passaram por uma série de modificações genéticas com a criação de mutações em genes marcadores que atualmente viabilizam procedimentos de manipulação genética. Em contraste, o processo de fermentação industrial é realizado por cepas selvagens, mas que permanecem ainda inexploradas geneticamente, dificultando a aplicação de técnicas de manipulação genética. O presente estudo teve como objetivo "domesticar" a linhagem JAY270, um isolado da cepa industrial Pedra-2, tornando-a de fácil manipulação genética, plataforma para a introdução de características que melhorem o desempenho dela nas indústrias. A estratégia de domesticação foi baseada no sistema de manipulação Delitto Perfetto, para que o seu genoma altamente heterozigoto fosse preservado e assim mantivesse as suas características de interesse industrial. Dois cassetes integrativos com marcas de seleção diferentes foram construídos a partir de plasmídeos e utilizados na deleção das duas cópias do gene URA3 da levedura. O fragmento homólogo de reparo foi usado na retirada das marcas genéticas de seleção evitando a permanência de quaisquer resquícios de transgenia. Ao final do processo de domesticação a JAY270 passou a apresentar auxotrofía para uracila, mantendo intacta a sua arquitetura genômica heterogênea e, assim, o seu vigor híbrido, os quais têm sido relacionados à boa atividade fermentativa da linhagem industrial. Embora tenha sido um processo bastante laborioso, este resultado deverá facilitar novos estudos que necessitem de técnicas de manipulação genética como a do Delitto Perfetto para melhorar características fermentativas da linhagem industrial.
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Abstract: The energy crisis and the environmental concern have made ethanol an attractive renewable energy source. Brazil and the United States have been, in the last years, the largest producers of this important energy resource. Brazilian ethanol is produced through fermentation of sucrose from...
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Abstract: The energy crisis and the environmental concern have made ethanol an attractive renewable energy source. Brazil and the United States have been, in the last years, the largest producers of this important energy resource. Brazilian ethanol is produced through fermentation of sucrose from sugar cane by Saccharomyces cerevisiae yeasts. Laboratory strains of S. cerevisiae are among the most well characterized organisms in modern biology. For decades they have undergone a series of genetic changes with the creation of mutations in markers genes that now enable current procedures for genetic manipulation. In contrast, the industrial fermentation process is carried out by wild strains that remain as of yet genetically unexplored hindering the application of genetic engineering techniques. The objective of the present study was to domesticate the JAY270 diploid strain, which is an isolate of the industrial yeast Pedra-2, simplifying its genetic manipulation into a biological platform for the introduction of characteristics that improve its performance in industries. The genetic manipulation strategy was based on the Delitto Perfetto procedure to preserve the highly heterogeneous genome of the JAY270 strain including its genetics properties related to characteristics of industrial interest. Two integrative cassettes containing different genetic markers were constructed from plasmids to be used in deletion of both copies of the URA3 gene of the JAY270 strain. A repair homologous fragment was employed in the removal of the selective markers used during the manipulation steps, avoiding any remaining transgenic traces. The auxotrophy to uracil was achieved after complete deletion of the URA3 genes from the JAY270 diploid genome. The heterogeneous genomic architecture of the JAY270 was maintained as well as its hybrid vigor related to fermentative characteristics of industrial interest. The auxotrophic yeast generated in this study will facilitate the application of genetic engineering techniques such as Delitto Perfetto to achieve improvement in the industrial fermentation traits of the wild strain.
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Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães, 1964-
Orientador
Argueso, Juan Lucas, 1972-
Coorientador
Cunha, Anderson Ferreira da, 1973-
Avaliador
Gomes, Luiz Humberto
Avaliador
Desenvolvimento de plataformas industriais = domesticação de leveduras para o melhoramento da fermentação alcoólica
Felipe Galzerani
Desenvolvimento de plataformas industriais = domesticação de leveduras para o melhoramento da fermentação alcoólica
Felipe Galzerani
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