Isolamento, caracterização molecular e estudo da expressão gênica em linhagens de Saccharomyces cerevisiae resistentes a altas temperaturas e altas concentrações de etanol

Resumo

O Brasil é atualmente o segundo maior produtor mundial de etanol, perdendo apenas para os Estados Unidos, no qual essa atividade é planejada para a fermentação utilizando milho como fonte energética e que tem um custo elevado de produção. No Brasil, com o intuito de maximizar a produção, o etanol é produzido pela fermentação da sacarose da cana-de-açúcar pela levedura Saccharomyces cerevisiae em um processo que requer uma temperatura ideal próxima de 30°C. Para que esta temperatura seja mantida é necessário a instalação de sistemas de resfriamento que tem um custo e consumo de água substancial. Outra característica que limita o processo é a concentração máxima de etanol que se pode produzir, uma vez que concentrações maiores que 10% são tóxicas para a maioria das linhagens. Nos últimos anos, nosso grupo de pesquisa acompanhou o processo fermentativo durante as safras de produção de etanol, isolando diversas linhagens invasoras (selvagens). Atualmente, contamos com aproximadamente 250 linhagens com características fermentativas diferentes, entre elas a de ser capaz de fermentar em altas temperaturas e também em altas concentrações de etanol. Em ensaios preliminares, algumas destas linhagens mostraram-se muito promissoras com capacidade fermentativa, na condição de estresse, comparada a da linhagem industrial Pedra-2 (PE-2) em condições ideais. Dessa forma, o objetivo desse projeto é isolar e caracterizar dentro desse banco de linhagens, cepas únicas que tenham características de crescimento em diferentes temperaturas e concentrações de etanol. A caracterização genética dessas cepas será realizada utilizando marcadores moleculares capazes de diferenciar unicamente cada linhagem. Uma vez caracterizadas, cada linhagem será testada quanto a característica de crescimento em diferentes estresses, e também em relação a outras características importantes para a indústria, como testes fermentativos, de crescimento, resistência a contaminação e produção de espuma. Essas linhagens serão também utilizadas para estudos genéticos posteriores com o objetivo de entender as vias metabólicas e os genes expressos diferencialmente, podendo trazer grandes benefícios no melhoramento das linhagens já estabelecidas, bem como no desenvolvimento de novas cepas como plataformas de alta eficiência para uso industrial. (AU)