Desenvolvimento de métodos de análises e integração de dados de ômicas aplicados à construção de leveduras industriais para produção de bioetanol de segunda geração

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, Lucas Miguel de, 1991-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3794
Resumo: Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Marcelo Falsarella Carazzolle
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Neste cenário, novas alternativas são propostas, com destaque à tecnologia de segunda geração, que consiste na utilização dos resíduos lignocelulósicos da cana-de-açúcar para a produção do combustível. Um dos maiores desafios dessa nova tecnologia é o desenvolvimento de uma levedura industrial capaz de produzir etanol não só a partir de hexoses (glicose) como habitual, mas também a partir de pentoses, que representam entre 15% a 45% do material lignocelulósico. Assim, o objetivo deste trabalho é utilizar e desenvolver ferramentas e metodologias de bioinformática e biologia sistêmica para estudar in silico a inclusão das vias redutiva/oxidativa e de isomerização de xilose em Pedra II (PE-II), uma cepa industrial da levedura Saccharomyces cerevisiae que teve seu genoma sequenciado pelo Laboratório de Genômica e Expressão da Unicamp. Foram incluídas as vias de consumo de xilose no modelo metabólico de S. cerevisiae e, por meio de análises de otimização de fluxo metabólico e desenvolvimento de modelos utilizando Petri Net estocástica, realizamos o estudo de possíveis alterações genéticas que contribuam para um aumento na produção de etanol a partir de xilose. Além disso, foi desenvolvido um pipeline de integração de dados ômicos, chamado Network Integrated Module (NIM), a partir de uma rede de proteína-proteína que possibilita novos insights sobre o mecanismo de regulação inferindo direcionamento nas arestas da redeAbstract: Brazil is one of the world leaders in the production of ethanol, being a pioneer in the field of alcohol fuel. However, the country already faces a major constraint imposed by first-generation ethanol technology. Thus, new alternatives have been proposed, with emphasis on second-generation technology, which consists of using lignocellulosic residues from sugarcane to produce ethanol. One of the major challenges of this new technology is the development of an industrial yeast capable of producing ethanol not only from hexose (glucose) but also from pentoses, which represent between 15% and 45% of the lignocellulosic material. The objective of this work is to use and develop tools and methodologies of bioinformatics and systemic biology to study in silico the inclusion of reductive / oxidative and xylose isomerization in Pedra II (PE-II), an industrial strain of yeast Saccharomyces cerevisiae which had its genome sequenced by Unicamp's Laboratory of Genomics and Expression. The xylose consumption pathways were included in the metabolic model of S. cerevisiae and, through analyzes of optimization of metabolic flow and development of models using stochastic Petri Net, we carried out the study of possible genetic alterations that contribute to an increase in ethanol production from xylose. In addition, an integrative pipeline, called Network Integrated Module (NIM), was developed from a protein-protein networks that allows new insights into the regulatory mechanism by inferring direction at the edges of the networkDoutoradoGenética e Biologia MolecularDoutor em Genética e Biologia MolecularFAPESP2015/06263-9CAPES001[s.n.]Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães, 1964-Carazzolle, Marcelo Falsarella, 1975-Vicentini, RenatoBrandão, Marcelo MendesNakaya, Helder Takashi ImotoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCarvalho, Lucas Miguel de, 1991-20192019-04-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (149 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3794CARVALHO, Lucas Miguel de. Desenvolvimento de métodos de análises e integração de dados de ômicas aplicados à construção de leveduras industriais para produção de bioetanol de segunda geração. 2019. 1 recurso online (149 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3794. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1241175Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-10T09:35:19Zoai::1241175Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-10T09:35:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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