Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Juan Lucas Argueso Gomes de Almeida

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Nos últimos anos, a busca por fontes renováveis de energia tem sido intensificada em todo o mundo e, atualmente, o processo fermentativo de produção de bioetanol destaca-se como uma alternativa energética economicamente viável e menos poluente do que os combustíveis fósseis. Diferentes...

Resumo: Nos últimos anos, a busca por fontes renováveis de energia tem sido intensificada em todo o mundo e, atualmente, o processo fermentativo de produção de bioetanol destaca-se como uma alternativa energética economicamente viável e menos poluente do que os combustíveis fósseis. Diferentes etapas do processo de produção desse biocombustível vêm sendo aprimoradas e, recentemente, o melhoramento genético de linhagens da levedura Saccharomyces cerevisiae é apontado como um ponto chave para tornar a produção do bioetanol ainda mais rentável. No Brasil, a linhagem JAY270/PE-2 é amplamente utilizada pelo setor industrial devido a sua elevada produtividade e robustez, consideravelmente superiores em relação à linhagem padrão de laboratório S288c. Em busca da compreensão das características genéticas associadas ao fenótipo da linhagem JAY270/PE-2, nosso grupo de pesquisa realizou o sequenciamento de um isolado haploide dessa linhagem, denominado JAY291, o qual revelou um total de 21 genes preditos não identificados no genoma da linhagem S288c. As significativas diferenças fenotípicas observadas entre essas linhagens motivou a investigação do envolvimento destes genes nas características de interesse industrial da linhagem JAY270/PE-2. Para isso, foi realizada uma investigação funcional de 4 desses genes, por meio da avaliação fenotípica de linhagens knockout, testadas quanto às suas principais características de interesse industrial. A partir dos testes realizados, não foi possível correlacionar estes genes a uma função específica. Apesar disso, a anotação dessas sequências, a conservação desses genes em outras linhagens industriais e, adicionalmente, a observação de que alguns deles apresentam-se diferencialmente expressos ao longo de uma fermentação industrial forneceram fortes indícios de que os mesmos apresentam um papel importante para a fisiologia da linhagem em condições industriais. Dessa forma, os dados gerados por este trabalho deverão servir como base para futuros estudos focados na elucidação do papel desses genes, a qual é de fundamental importância, tanto para a geração de conhecimento básico acerca da biologia dessa espécie, como para a identificação de potenciais alvos para o melhoramento genético da linhagem JAY270/PE-2

Abstract: In the past years, the search for renewable energy sources has increased worldwide and, recently, the bioethanol fermentation process rises as an economically viable and less pollutant alternative supply. Several steps of the production process have been enhanced and the genetic...

Abstract: In the past years, the search for renewable energy sources has increased worldwide and, recently, the bioethanol fermentation process rises as an economically viable and less pollutant alternative supply. Several steps of the production process have been enhanced and the genetic improvement of Saccharomyces cerevisiae strains plays a key role on that effort. In Brazil, the yeast strain JAY270/PE-2 is widely used in the industrial sector due to its high productivity and robustness, being remarkably superior to the reference laboratory strain S288c. In order to shed light to the genetic characteristics underlying these traits, our group sequenced the genome of the derivative haploid JAY291, which unveiled a total of 21 predicted genes absent in the S288c reference genome. The substantial differences observed between these strains motivated us to investigate the relationship between these predicted genes and the industrially relevant phenotype of JAY270/PE-2 strain. Thus, we accomplished the functional investigation of 4 putative genes through phenotypic evaluation of knockout strains. It was not possible to correlate those genes to a specific function. Although, considering their functional annotation, their conservation between industrial strains and also their differential expression during an industrial fermentation strengthens their potential to be related to these industrially valuable traits. Therefore, this study might work as a backbone for the future functional characterization of these genes. This knowledge is of cardinal importance for a comprehensive understanding of the biology of this specie and could possibly provide new targets for the genetic manipulation of the industrial strain JAY270/PE-2