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Engenharia evolutiva amplia rendimento na produção de etanol

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Etanol

19/06/2012
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Modificações genéticas e experimentos de evolução garantiram um aumento de 11% no rendimento da fermentação de leveduras utilizadas no processo de fabricação de etanol proveniente da cana-de-açúcar.

O resultado foi obtido por uma pesquisa realizada na USP, em parceria com a Universidade Federal da Santa Catarina (UFSC) e com a Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda.

Segundo Thiago Basso, autor do estudo, cada 3% de aumento no rendimento da fermentação representa um aumento de 1 bilhão de litros de etanol por ano.


DNA recombinante

A modificação genética foi produzida por meio da tecnologia de DNA recombinante, que alterou o gene produtor da enzima invertase, responsável pela clivagem da sacarose, que passou a ocorrer em meio intracelular.

Na levedura original, a sacarose é clivada no meio extracelular e resulta em duas moléculas (glicose e frutose), que são absorvidas pela levedura e transformadas em etanol.

Com a nova técnica, a célula absorveu a sacarose diretamente.

No entanto, o transporte de sacarose mostrou-se insuficiente e o rendimento ficou abaixo do esperado.

Para contornar a situação, as leveduras modificadas foram cultivadas em um reator chamado quimiostato, num processo contínuo no qual a sacarose era um fator limitante.

Com isso, o clone que sofresse uma mutação que garantisse maior rendimento energético seria selecionado naturalmente em relação aos demais, fornecendo uma geração de leveduras que clivassem sacarose internamente e apresentassem um rendimento energético considerado compatível com previsões teóricas.

Esse resultado foi alcançado após 60 gerações desses organismos.


Engenharia metabólica inversa

Depois da segunda etapa do experimento, as novas leveduras foram analisadas e verificou-se aumento de expressão de vários genes, incluindo a duplicação do gene AGT1, responsável por transportar sacarose para o interior das células.

Os estudos continuam, agora, na tentativa de identificar as mutações ocorridas na etapa evolutiva, num processo chamado de "engenharia metabólica inversa".

Fonte: Agência USP

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Engenharia evolutiva amplia rendimento na produção de etanol

19/06/2012

Modificações genéticas e experimentos de evolução garantiram um aumento de 11% no rendimento da fermentação de leveduras utilizadas no processo de fabricação de etanol proveniente da cana-de-açúcar.

O resultado foi obtido por uma pesquisa realizada na USP, em parceria com a Universidade Federal da Santa Catarina (UFSC) e com a Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda.

Segundo Thiago Basso, autor do estudo, cada 3% de aumento no rendimento da fermentação representa um aumento de 1 bilhão de litros de etanol por ano.


DNA recombinante

A modificação genética foi produzida por meio da tecnologia de DNA recombinante, que alterou o gene produtor da enzima invertase, responsável pela clivagem da sacarose, que passou a ocorrer em meio intracelular.

Na levedura original, a sacarose é clivada no meio extracelular e resulta em duas moléculas (glicose e frutose), que são absorvidas pela levedura e transformadas em etanol.

Com a nova técnica, a célula absorveu a sacarose diretamente.

No entanto, o transporte de sacarose mostrou-se insuficiente e o rendimento ficou abaixo do esperado.

Para contornar a situação, as leveduras modificadas foram cultivadas em um reator chamado quimiostato, num processo contínuo no qual a sacarose era um fator limitante.

Com isso, o clone que sofresse uma mutação que garantisse maior rendimento energético seria selecionado naturalmente em relação aos demais, fornecendo uma geração de leveduras que clivassem sacarose internamente e apresentassem um rendimento energético considerado compatível com previsões teóricas.

Esse resultado foi alcançado após 60 gerações desses organismos.


Engenharia metabólica inversa

Depois da segunda etapa do experimento, as novas leveduras foram analisadas e verificou-se aumento de expressão de vários genes, incluindo a duplicação do gene AGT1, responsável por transportar sacarose para o interior das células.

Os estudos continuam, agora, na tentativa de identificar as mutações ocorridas na etapa evolutiva, num processo chamado de "engenharia metabólica inversa".