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Grupo de Trabajo: Unidad Microbiología
Molecular-Departamento de BIOGEMInstituto de Investigaciones Biológicas
Clemente Estable
Avenida Italia 3318
Líneas de trabajo asociadas a
Biorefinería:
• Optimización de la producción de bioplásticos
de origen microbiano (polihidroxialcanoatos,
PHAs), usando hemicelulosa como fuente de
carbono
• Producción de bioetanol de 2da generación:
diseño de una cepa de Saccharomyces
cerevisiae capaz de fermentar xilosa-glucosa
de forma eficiente.
Capacidades humanas de la institución
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Ana Inés Catalán
Ana Karen Malán
Alejandra Fagúndez
Natalia Carbó
Silvia Batista
Colaboración con instituciones
nacionales
Facultad de Ingeniería, UdelaR
• Verónica Saravia
• Guadalupe Martínez
• Mairan Guigou
• Claudia Lareo
Facultad de Química, UdelaR
• Fernando Ferreira
Colaboración con instituciones de la
región
Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad de
San Pablo
• Gregorio Cabrera Gómez
Universidad de Paraná, Curitiba
• Emanuel de Souza
Capacidades técnicas
Laboratorio con equipamiento para microbiología,
biología molecular y determinaciones analíticas
• Cámaras de flujo
• Autoclaves
• Estufas de cultivo
• Equipos de PCR, equipos de electroforesis y
visualización de geles
• Centrífugas refrigeradas, freezer, cuarto frío
• GC-MS (institucional); GC-FID
Proyectos en ejecución
Recientemente finalizados
• “Aplicación de la ingeniería metabólica para la producción de
polihidroxialcanoatos por Herbaspirillum seropedicae Z69 apartir
de hemicelulosa residual”. ANII-FSE-1-2009-46. 2010-1012
• Responsable: Dra. Beatriz Mendez. “Optimización de procesos
industriales para la obtención de bioplásticos y otros productos”
CYTED Area 3: Promoción del desarrollo industrial. P309RT0120.
2010-2012
En curso
• “Diseño y evaluación de cepas de Saccharomyces cerevisiae
modificadas para co-fermentar xilosa y glucosa a etanol a partir de
material lignocelulósico”. ANII FSE_1_2014_1_102664. 2015-2017
“Diseño y evaluación de cepas de Saccharomyces
cerevisiae modificadas para co-fermentar xilosa y
glucosa a etanol a partir de material lignocelulósico”
• Obtener una cepa de Saccharomyces cerevisiae capaz de
fermentar el hidrolizado de celulosa y hemicelulosa a la
formación de etanol
• El objetivo particular del proyecto es obtener un conjunto de
organismos modificados a partir de tres cepas de S. cerevisiae
de partida, en genes relacionados con la fermentación de
xilosa a etanol, capaces de crecer y producir etanol al ser
cultivadas en un medio base empleando xilosa y la mezcla
xilosa-glucosa como fuente de carbono.
Cepas en uso
Cepas comerciales
• CAT1 cedida por ALUR, comercializada por
Fermentec (Brasil)
• CCTCC M94055 (Angel Yeast Co., China)
Cepas haploides de laboratorio
• BY4741 aporte del IP Montevideo
Consideraciones a tener en cuenta
• Las cepas industriales son diploides y no se
dispone de sus genomas secuenciados (público?)
• Se debe trabajar con vectores tipo shuttle
capaces de replicarse en procariotas y levaduras
• Pocos antibióticos y caros (en gral. se introducen
marcadores de auxotrofía)(no es una opción en
este caso)
• Nos proponemos expresar genes heterólogos de
interés
• Sistema de recombinación permite incorporación
de ADN lineal
Vías introducidas
Vía oxo-reductiva
Vía de xilosa isomerasa
Organismos seleccionados
Modificaciones introducidas
• Se introdujeron las construcciones en el gen GRE3
(XR) de S. cerevisiae
• Se introdujeron genes XR y XDH de S. stipitis
optimizados para la levadura. XR contiene además
un amino ácido modificado en posición 270
• Se introdujeron copias extra de genes XK y TAL1 de
PP
• Se introdujo gen de transporte de hexosas
modificado con alta afinidad por xilosa
• Se introdujo copia del gen XI
Actividades en curso
Evaluar fenotípicamente los transformantes seleccionados
para determinar el crecimiento en xilosa y mezcla xilosaglucosa y actividades enzimáticas. Verificar sitio de
inserción mediante PCR y ausencia de GRE3
Ensayo de adaptación evolutiva mediante sucesivos
repiques limitados en oxígeno para seleccionar los mejores
adaptados a crecer en xilosa
Determinar crecimiento y producción de etanol en ensayos
en batch limitados en oxígeno
Gracias!