Edição do genoma de Bacillus subtilis para produção de glutamina

Resumo

A indústria têxtil é um dos ramos mais lucrativos do mundo. Em suas linhas de produção centenas de tipos de tecidos e muitos tipos de corantes são empregados nas confecções de diversos tipos de peças. Um dentre os mais famosos e utilizados é corante azul índigo, produzido a partir de reação de redução através de um processo conhecido como tingimento de cuba com hidrossulfito de sódio. O processo apesar de rápido e eficiente é prejudicial ao ambiente, em especial devido à geração de subprodutos tóxicos. Não sendo o único grande problema ambiental causado pela sua utilização. O próprio índigo é um corante prejudicial ao ambiente, em especial aos ecossistemas aquáticos. Grande parte dele é perdido no processo e acaba em efluentes indo para corpos d'água e fontes dos mais variados tipos. Nelas, causa alterações de cor que são responsáveis por reduzir a incidência de luz solar na água comprometendo a fotossíntese e também aumentando a DQO desses ecossistemas, reduzindo o oxigênio dissolvido disponível para os organismos aquáticos. Uma alternativa ao índigo é o também corante azul natural, indigoidina, naturalmente sintetizado por alguns microrganismos. Esta não apresenta os problemas associados à subprodutos tóxicos sendo uma alternativa mais sustentável e ecologicamente correta. O empecilho para sua produção em grande escala é a baixa produtividade natural. Como alternativa, tem-se a produção heteróloga. Na via biossintética, a L-glutamina é gerada pela conversão de glutamato pela ação da enzima glutamina sintase, que está envolvida em diversos processos metabólicos nas células, desde a autorregularão de sua síntese até a regulação de outros fatores celulares. O objetivo desse projeto é construir e introduzir uma cópia mutante do gene responsável pela produção de glutamina sintase, o glnA resistente à inibição pelo produto e sem ação sobre fatores de regulação celulares. O sistema em questão será construído e clonado em Bacillus subtilis através da técnica de edição genética por CRISPR-Cas9 pela substituição do gene rocG. A execução desse projeto é importante sobre diversos aspectos técnicos associados a ele mesmo, mas também para avanços de outros projetos a ele relacionados.