Engenharia metabólica da levedura Yarrowia lipolytica para a produção heteróloga do monoterpeno geraniol.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Queiroz, Enzo Bento
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioprocess engineering; Bioprocessos; Biotecnologia; Engenharia genética; Fungos; Geraniol; Metabolic engineering; Terpene; Terpenos; Yarrowia; Yeast
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-29082023-074023/

Geraniol é um monoterpeno, classe de metabólitos secundários de plantas, usado como fragrância em diversos produtos de higiene e cosméticos. Além disso, essa molécula apresenta potencial como fármaco antimicrobiano e antitumoral, por exemplo, e é precursor químico de outros compostos relevantes para a indústria e saúde humana. Apesar de seu mercado crescente, a obtenção de geraniol se restringe à extração de óleos essenciais vegetais ou à síntese química, processos com etapas pouco eficientes, caras ou poluentes. Nesse contexto, o uso da engenharia metabólica para a produção de terpenos por microrganismos é uma alternativa promissora que tem sido explorada no meio científico. Yarrowia lipolytica, uma levedura oleaginosa não convencional, apresenta atributos que podem ser explorados para a produção sustentável e eficiente de geraniol. Essas características incluem tolerância a compostos orgânicos e altos níveis de acetil-CoA citosólico, molécula que inicia a via de biossíntese do monoterpeno. Assim, o presente projeto teve como objetivo o desenvolvimento de linhagem de Y. lipolytica capaz de realizar a biossíntese de geraniol. Para isso, a linhagem de Y. lipolytica que seria transformada foi analisada quanto ao seu crescimento e morfologia celular e sua fisiologia de crescimento foi estudada. Então, os plasmídeos necessários para expressão da geraniol sintase (GES) e sua integração no genoma de Y. lipolytica foram replicados e confirmados. Finalmente, foi aplicado o método de CRISPR-Cas9 para a expressão da enzima GES de Catharanthus roseus na linhagem de Y. lipolytica com modificações para a produção de monoterpenos. Integração do cassete foi confirmada por PCR com DNA genômico como molde. Produção de 35 ± 10 mg L-1 de geraniol (que representa um rendimento de 0.08 % C-mol C-mol-1) pela linhagem BYa3105 geneticamente modificada foi verificada por GC-MS. Portanto, as bases para produção de geraniol foram estabelecidas e poderão ser adicionalmente exploradas nas próximas etapas do projeto. Esse é o primeiro relato conhecido da biossíntese de novo de geraniol por Y. lipolytica.