Análises genômicas e transcriptômicas em linhagens de leveduras Saccharomyces cerevisiae isoladas durante o processo de produção de etanol, vinho e cervejas visando aplicações industriais

Resumo

A indústria de fermentação busca alternativas para aprimorar o processo e trazer produtos fermentativos com características especiais ou únicas. A descoberta e aprimoramento de novas linhagens de leveduras capazes de desenvolver um fenótipo desejável e controlável é de suma importância para esatas indústrias. Desde 2009, o Laboratório de Bioquímica e Genética Aplicada - LBGA-UFSCar vem isolando cepas do processo brasileiro de produção de bioetanol, cerveja e vinho resultando em uma coleção de leveduras que atualmente conta com aproximadamente 600 linhagens. Algumas delas já foram identificadas com características interessantes, por exemplo, o isolado LBGA-287 que apresenta maior consumo de maltose, taxas de crescimento e fermentação em comparação com a levedura comercial SafBrew T-58 e que foi utilizado na fermentação de uma cerveja do tipo Blond Ale, cuja composição de sabor e drinkability foram aprovados por painéis sensoriais constituídos de sommeliers e consumidores não especializados. Além disso, neste banco também foi identificada uma cepa termotolerante (LBGA-01) que possui excelentes características para a produção de etanol devido à sua robustez e que foi recentemente licenciada para produção em larga escala para uso industrial. Esta levedura fornece vários benefícios para a produção tradicional de bioetanol 1G e também para sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) de amido ou biomassa lignocelulósica na produção de etanol 2G. No projeto aqui apresentada visaremos identificar outras linhagens promissoras com fenótipos desejáveis para aplicações industriais como (I) produção de diferentes aromas; (II) consumo de diferentes fontes de Carbono e Nirogênio; (III) fermentação em altas temperaturas, concentração de etanol e açúcar entre outros. Usando uma combinação de técnicas ômicas, ou seja, genômica, transcriptômica, complementadas por fenômica, buscaremos entender melhor os sinais genéticos que levam a essas diferentes características fenotípicas. A comparação será feita com cepas de referência comercial para produção de cerveja e/ou etanol em experimentos de fermentação em escala piloto. A fenotipagem será realizada em colaboração com o Prof. Dr. Sam Crauwels da Universidade Católica de Leuven na Bélgica. Além disso, como o Prof. Crauwels é membro do Leuven Institute for Beer Research, possui acesso ao centro de Aroma & Flavor Technology (Campus Ghent, KU Leuven) e com isso poderemos realizar medições analíticas e sensoriais das cerveja e produtos de fermentação produzidos neste projeto usando tecnologia não disponíveis nos laboratórios brasileiros. Os resultados derivados dessa proposta poderão levar, além da identificação de novas linhagens, também à identificação de alterações genômicas que poderão ser usadas através de ferramentas moleculares como CRISPR-Cas9, na transformação de linhagens industriais que poderão ser utilizadas para diferentes propósitos na produção e fabricação de bioetanol e cerveja. (AU)