Avaliação do impacto da inativação de genes associados ao estresse celular em Saccharomyces cerevisiae
Data
2022-04-04
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A demanda mundial por energia tem se tornado um dos maiores desafios da atualidade. Junto a isso, temos a crescente demanda por sustentabilidade que tem estimulado o desenvolvimento de tecnologias para substituição do uso de combustíveis fósseis. Desta forma, os biocombustíveis, sendo o bioetanol um dos mais evidentes, têm tomado espaço no mercado econômico e, com isso, alavancado pesquisas nessa área. A levedura Saccharomyces cerevisiae tem sido exaustivamente estudada, tornando-se assim um organismo modelo. Dentre as muitas propriedades desta, algumas a tornam ideal para estudos referentes à tolerância ao etanol e à termotolerância, problemas encontrados durante a fermentação em escala industrial. Muitas pesquisas buscam aumentar a tolerância desses organismos a estressores, portanto, diversos métodos são estudados e utilizadas para isso. Nesse contexto, utilizou-se a técnica de edição gênica, do tipo CRISPR-Cas9, para realizar a inativação de genes candidatos à tolerância ao etanol e à temperatura e gerar novas linhagens potencialmente mais tolerantes a esse composto, a fim de melhorar o atendimento às necessidades industriais. Estes estudos permitiram visualizar que a inativação de certos genes leva ao decréscimo da capacidade de suportar o estresse ao etanol, além de alterar a capacidade de tolerância térmica nesses mutantes. Com isso pode-se visualizar a relevância da inativação de determinados genes na busca pela melhoria dos processos fermentativos, podendo-se melhorar o teor alcoólico do processo, minimizar os custos da etapa de recuperação do etanol, auxiliar no aumento de produção através de concentrações maiores de açúcar no início do processo, reduzir o custo com trocadores de calor que são utilizados durante o processo e reduzir a contaminação por leveduras selvagens e bactérias durante o processo.
The increase of global energy demands is one of the greatest challenges in the world. Along with this, we have the growing demand for sustainability that has stimulated the development of technologies to replace the use of fossil fuels. Therefore, biofuels, bioethanol being one of the most evident, have taken up space in the economic market and, with that, leveraged research in this field. The yeast Saccharomyces cerevisiae is a model organism extensively studied. Among its many properties, some make it ideal for studies related to ethanol tolerance and thermotolerance, relevant hurdles to the industrial-scale fermentation. Researchers often seek methods to optimize yeast tolerance, such as using gene editing. In this context, the CRISPR-Cas9 gene editing technique was used to inactivate candidate genes for ethanol tolerance and generate new strains potentially more tolerant to this compound. Possible thermotolerant effects on these mutants were also tested in order to improve the fulfillment of industrial needs. These studies showed that the inactivation of genes such as ALD4, CTA1 and IXR1 reduce the ethanol tolerance and changes the thermal tolerance capacity of these mutants. Therefore, these data show the relevance of these genes for the fermentation processes, which modifications on them could improve the dormancy time also optimizing the production.
The increase of global energy demands is one of the greatest challenges in the world. Along with this, we have the growing demand for sustainability that has stimulated the development of technologies to replace the use of fossil fuels. Therefore, biofuels, bioethanol being one of the most evident, have taken up space in the economic market and, with that, leveraged research in this field. The yeast Saccharomyces cerevisiae is a model organism extensively studied. Among its many properties, some make it ideal for studies related to ethanol tolerance and thermotolerance, relevant hurdles to the industrial-scale fermentation. Researchers often seek methods to optimize yeast tolerance, such as using gene editing. In this context, the CRISPR-Cas9 gene editing technique was used to inactivate candidate genes for ethanol tolerance and generate new strains potentially more tolerant to this compound. Possible thermotolerant effects on these mutants were also tested in order to improve the fulfillment of industrial needs. These studies showed that the inactivation of genes such as ALD4, CTA1 and IXR1 reduce the ethanol tolerance and changes the thermal tolerance capacity of these mutants. Therefore, these data show the relevance of these genes for the fermentation processes, which modifications on them could improve the dormancy time also optimizing the production.
Descrição
Palavras-chave
Bioetanol, Levedura, Termotolerância, Tolerância ao etanol, Bioethanol