Engenharia Genômica e Metabólica de Saccharomyces cerevisiae para Produção Eficiente de Bioetanol

Abstract

Um dos principais fatores que limitam significativamente a eficiência na produção do etanol de Segunda Geração (2G) pela levedura Saccharomyces cerevisiae é a ineficiência desta na fermentação da xilose, uma pentose ricamente presente no bagaço da cana de açúcar, que é a matéria prima utilizada na produção do Etanol de Segunda Geração brasileiro. Tendo esta limitação em mente, vê-se necessária a criação de linhagens recombinantes de S. cerevisiae (através do uso de ferramentas de engenharia genômica, biologia molecular e demais áreas interligadas a biotecnologia de leveduras) que sejam, de fato, capazes de realizar a fermentação desta pentose principalmente em escala industrial. A captação da xilose se dá pela atividade de transportadores de hexose conhecidos como Hxt, cuja função é o transporte deste açúcar através da membrana para o interior da célula. Entretanto, estes transportadores estão constantemente sujeitos à remoção da membrana e posterior degradação no vacúolo, através de mecanismos que envolvem marcações específicas e ubiquitinação, o que dificulta ainda mais este processo, que já é limitado. Além disso, alguns estudos vêm demonstrando que a deleção de alguns genes específicos, como o ROD1 e ROG3 (que codificam proteínas que participam do processo de ubiquitinação destes transportadores de membrana) podem evitar a endocitose do transportador. Primeiramente, foi transformada a linhagem DLG-K1 com a deleção do ROG3 e a sobre-expressão do transportador Hxt7 e, posteriormente, foi realizada a avaliação das performances de fermentação desta linhagem recombinante (DLGK1T7??rog3), em comparação com a sua parental (DLG-K1). Os resultados obtidos mostram que a sobre-expressão do gene que codifica o transportador mostrou uma clara melhora no consumo de glicose nos crescimentos e na produção de etanol a partir dessa fonte de carbono nas fermentações.