| Congresso Brasileiro de Microbiologia 2023 | Resumo: 1158-1 | ||||
Resumo:A celulose é um polímero natural presente na estrutura das paredes celulares de toda a planta, formada por uma cadeia complexa de açúcares, entre eles a glicose. Uma boa alternativa à celulose vegetal é a celulose bacteriana (CB) , que apresenta a mesma estrutura química da celulose vegetal (CV), mas sem pectina, hemicelulose e lignina em sua cadeia. Além disso, a CB pode ser aplicada em diversos âmbitos, como na área da saúde no tratamento de queimaduras, scaffold para crescimento celular ou até como uma possível substituta para uma das membranas da meninge, a dura máter. Estando presente em outras áreas, como na indústria de alimentos, combustível, construção civil, farmacêutica e outras. No entanto, a produção em larga escala de CB ainda é inviável devido ao baixo rendimento e ao alto custo da produção. Estudos preliminares mostraram que a produção de celulose e o crescimento celular são demandas que competem, de forma que pode ocorrer a perda da produção de celulose por conta deste conflito energético. Como forma de contornar essas limitações, buscamos aprimorar a biossíntese de celulose bacteriana por meio de bioprospecção, estratégias da biologia sintética, incluindo edição do genoma (expressão bimodal de enzimas produtoras de celulose).
Estamos realizando a domesticação e caracterização de duas cepas produtoras de celulose isoladas a partir de chás de Kombuchá, como a identificação da espécie, caracterização da celulose produzida, protocolos de transformação, validação de um kit de ferramentas para Golden Gate construídos para o Gênero Komagataeibacter, composto por promotores com diferentes intensidades, RBS e terminador, além de backbones de nível 1 e 2 com diferentes origens de replicação. Após isso, realizaremos uma modulação do operon de produção de celulose utilizando as metodologias de clonagem Golden gate e MoClo. Essa modulação será possível através da adoção de um sistema responsivo à luz, para controle bimodal da expressão gênica, o fator de transcrição LexRO. Esse fator de transcrição na ausência de luz se encontra na forma de dímeros, em que interage com o seu operador (previamente incluído) “upstream” ao operon dos genes bcs, responsáveis pela síntese de celulose, interrompendo a transcrição. Enquanto que, na presença de luz azul o fator de transcrição se apresenta em monômeros e não interage com o operador, liberando essa região do DNA para ser transcrita, viabilizando a síntese de celulose.
Para isso testar o desempenho da cepa modificada, será aplicado um fotobiorreator para controlar a incidência de luz nas colônias. Desse modo, pretendemos desacoplar a produção de CB para priorizar primeiramente o crescimento das colônias, e depois que a bactéria atingir a biomassa adequada, induzir a produção de celulose.
As cepas isoladas apresentam uma boa produtividade na síntese de celulose, quando comparadas a cepa K. xylinus, além disso, foram efetuados testes de co-cultivos com leveduras, sendo uma S. cerevisiae BY4743 e uma outra levedura isolada do chá kombuchá, com a intenção de observar os efeitos dessa relação na celulose. Os resultados vêm se mostrando interessantes, de forma que as bactérias respondem de forma positiva ou negativa (na produção de CB) a depender da espécie da levedura. Palavras-chave: Celulose bacteriana, Gênero Komagataeibacter, LexRO, Golden gate, co-cultivo Agência de fomento:Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior(CAPES) e Pró-Reitoria de Extensão e Cultura da UNICAMP (ProEC). | |||||