Caracterização da composição da parede celular em plantas de Setaria viridis após edição do genoma

Resumo

A degradação do material lignocelulósico é muito difícil devido à sua complexa estrutura. A complexa rede de ligações cruzadas nas paredes celulares pode inibir a digestão da celulose, bloqueando o acesso enzimático à biomassa. Assim, o tratamento enzimático e termoquímico é essencial para a degradação das macromoléculas lignocelulósicas em pequenas subunidades para processamento posterior, o que torna este processo dispendioso. Como a recalcitrância da biomassa é conferida basicamente pela composição da parede celular, a modificação genética da parede celular representa uma poderosa ferramenta para a redução da recalcitrância e, consequentemente, para a viabilidade do processo de produção do biocombustível. Atualmente, existe uma vasta literatura descrevendo diferentes estratégias de modificação da parede celular para aumentar a digestibilidade da biomassa. No entanto, essas estratégias são aplicadas a diferentes espécies, faltando uma comparação adequada das diferentes modificações da parede celular em uma mesma espécie, o que dificulta a adoção de uma estratégia racional de modificação genética para aumentar a digestibilidade. Os genes de ácido cafeico O-metiltransferase (COMT) e BAHD aciltransferase são descritos como candidatos promissores para melhorar a digestibilidade da biomassa. Assim, o objetivo desta proposta é analisar a digestibilidade da biomassa e caracterizar em detalhes a composição da parede celular de plantas Setaria viridis após o uso de duas estratégias distintas de modificação genética da parede celular: (1) nocaute do gene COMT, e (2) nocauteando, simultaneamente, três genes BAHD, usando uma abordagem CRISPR/Cas9. Com isso, pretendemos contribuir para o entendimento da arquitetura da parede celular vegetal, padrões de oscilação e sua biossíntese. Tais informações são valiosas para acelerar o desenvolvimento de tecnologias para produção de etanol celulósico. (AU)