| Congresso Brasileiro de Microbiologia 2023 | Resumo: 1514-1 | ||||
Resumo:A contaminação por microplásticos, fragmentos de plástico menores que 5mm, é um grave problema ambiental que se origina de diversas fontes. Os microplásticos se espalham pelos oceanos, rios e ecossistemas terrestres, ameaçando a vida marinha, a cadeia alimentar e potencialmente a saúde humana. Por causa disso, diversas pesquisas têm se concentrado na detecção, impactos e soluções para esse desafio global, destacando a importância de reduzir o uso de plásticos, melhorar a gestão de resíduos e desenvolver alternativas sustentáveis para mitigar os danos causados pelos microplásticos. Nesta pesquisa, exploramos uma abordagem inovadora para a degradação de microplásticos, utilizando a microalga Chlamydomonas reinhardtii como chassis para a expressão de enzimas recombinantes, tornando-se capazes de degradar polietileno tereftalato (PET). Esta abordagem aplica ferramentas da Engenharia Genética como transformação por pérolas de vidro, gibson assembly, além de ferramentas bioinformáticas como Benchling e SnapGene a fim de desenhar nosso circuito genético. Utilizando a metodologia de transformação por pérolas de vidro, introduzimos genes que codificam as enzimas MHETase e FAST-PETase com um linker flexível que visa melhorar a atividade catalítica e a secreção das enzimas na microalga C. reinhardtii. A utilização da FAST-PETase se dá pela sua otimização por meio de técnicas de aprendizado de máquina (Machine Learning), o que proporciona uma proteína mutante com padrões de maior eficiência para a degradação de PET. Ademais, a escolha da microalga deu-se pela sua característica de aderência natural a partículas de PET, quando o cultivo é feito em condições autotróficas para a produção de enzimas. As enzimas FAST-PETase e MHETase mutantes revelou um aumento expressivo na catálise da quebra de ligações químicas de microplásticos, transformando-os em subprodutos menos nocivos. O presente projeto apresenta uma abordagem promissora para a degradação de microplásticos a partir da construção de circuitos genéticos utilizando partes biológicas padronizadas de Biologia Sintética em microalgas ao expressar as enzimas recombinantes, juntamente de um linker otimizado para conectar as duas enzimas principais. Os testes de modelagem estrutural, dinâmica molecular e modelagem cinética demonstraram predições de resultados positivos na degradação de PET. A aplicação dessa tecnologia tem o potencial de mitigar os impactos da contaminação por microplásticos em ecossistemas aquáticos e, assim, contribuir para a preservação do meio ambiente. Palavras-chave: biología sintética, biorremediação, Fast-PETase, microalgas, microplásticos Agência de fomento:Itaipu Binacional | |||||