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Rock Street, San Francisco

Introdu & A ; ccedil ; & A ; atilde ; O

Uma abundante vitamin E promissora fonte de energia para a obten & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de & A ; aacute ; lcool combust & amp ; iacute ; vel & A ; eacute ; a biomassa celul & A ; oacute ; sica, que & A ; eacute ; formada por V & A ; aacute ; rias entangle & amp ; eacute ; rias org & amp ; acirc ; nicas ricas em carboidratos, como O baga & A ; ccedil ; o da cana de a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto ( que sobra ap & A ; oacute ; s a excess & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o do caldo-de-cana parity a produ & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o cl & amp ; aacute ; ssica de etanol ) , res & A ; iacute ; duos de agriculturas e florestas, e uma por & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de res & A ; iacute ; duos s & amp ; oacute ; lidos gerados pelos munic & A ; iacute ; pios e ind & A ; uacute ; strias.

Essa biomassa vegetal & A ; eacute ; composta de celulose, hemicelulose vitamin E lignina. A celulose & A ; eacute ; um homopol & A ; iacute ; mero altamente ordenado de glicose, enquanto a hemicelulose & A ; eacute ; um heteropol & A ; iacute ; mero ramificado composta de hexoses como glicose, manose, galactose ; e as pentoses, xilose vitamin E arabinose.

A lignina tem auto & A ; aacute ; ter qu & amp ; iacute ; mico hidrof & amp ; oacute ; bico e arom & A ; aacute ; tico: & A ; eacute ; formada pela polimeriza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o dos alco & A ; oacute ; is cumar & A ; iacute ; lico, conifer & amp ; iacute ; lico e sinap & A ; iacute ; lico. A lignocelulose, complexo formado por celulose, hemicelulose vitamin E lignina, cont & A ; eacute ; m vari & A ; aacute ; veis propor & amp ; ccedil ; & A ; otilde ; es de hexoses vitamin E pentoses. Em realidade, a propor & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o relativa destes a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions depende do tipo de baga & A ; ccedil ; O. A xilose, em peculiar, destaca-se devido a que & A ; eacute ; o a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto mais abundante na hemicelulose.

Para poder produzir etanol a um N & A ; iacute ; vel economicamente rent & A ; aacute ; vel a partir district attorney biomassa lignocelul & A ; oacute ; sica & A ; eacute ; essencial ter um biocatalisador capaz de fermentar hexoses e pentoses baixo as condi & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es adversas do ambiente industrial. A levedura Saccharomyces cerevisiae, aplicada exitosamente & A ; agrave ; produ & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o industrial de & A ; aacute ; lcool combust & amp ; iacute ; vel a partir de suco e mela & A ; ccedil ; o de cana de a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto mutton quad Brasil, reuni atributos que a consagram como a mais indicada para a fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o alco & amp ; oacute ; lica industrial: osmo-toler & A ; acirc ; ncia, alta toler & A ; acirc ; ncia ao etanol, toler & A ; acirc ; ncia a varia & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de temperatura, dentre outros, Al & A ; eacute ; m da eficiente capacidade em convertor a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions rapidamente em etanol. Embora este microrganismo abrigue os cistrons para a utiliza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o da xilose, estes t & amp ; ecirc ; m baixos n & A ; iacute ; veis de express & A ; atilde ; o, pelo que N & A ; atilde ; o metaboliza as pentoses a um N & A ; iacute ; vel interessante parity a industria.

Em 1922, Willaman et. Al. mostraram que Fusarium lini conseguia fermentar xilose a etanol. Desde esse momento, muitas bact & amp ; eacute ; rias que metabolizam vitamin E fermentam hexoses e pentoses tem sido achadas, mas Todas elas produzem uma mistura N & A ; atilde ; o desej & amp ; aacute ; vel de produtos de fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o. Embora uma via homo-etan & A ; oacute ; lica tem sido achada no bacilo Zimomonas mobilis, os substratos que pode metabolizar ( glicose, fructose e sacarose ) s & A ; atilde ; o limitados. Por outro lado, varias leveduras capazes de fermentar xilose tamb & A ; eacute ; m tem sido achadas, incluindo especies dos g & A ; ecirc ; neros Candida, Pichia, Hansenula, Debaryomyces, Schwanniomyces, etc. Embora varias leveduras s & amp ; atilde ; o capazes de fermentar xilose, sua utiliza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o em longa escala dificulta-se por sua baixa toler & A ; acirc ; ncia ao etanol vitamin E aos inibidores presentes no hidrolisado, requerimento de condi & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es microaerof & amp ; iacute ; licas e sua incapacidade de fermentar xilose a pH baixo ( Stambuk 2008 ) . & A ; eacute ; , ainda, um desafio parity os Bi & A ; oacute ; logos moleculares produzir cepas modificadas por engenharia gen & A ; eacute ; tica que sejam capazes de co-fermentar eficientemente todos os a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions dos hidrolisados de lignocelulose. As melhores cepas conhecidas at & A ; eacute ; hoje com capacidade de fermentar xilose s & A ; atilde ; Os: Pichia stipitis, P. tannophilus e Candida shehatae.

Pichia stipitis encontra-se altamente relacionada & A ; agrave ; leveduras endossimbiontes de escaravelhos que degradam Madeira. Apresenta um conjunto de carater & A ; iacute ; sticas fisiol & amp ; oacute ; gicas que fazem dela um microrganismo muito & A ; uacute ; til para a bioconvers & A ; atilde ; o de lignocelulose. Al & A ; eacute ; m de sua capacidade extensamente estudada de fermentar xilose, & A ; eacute ; capaz de fermentar glicose, manose, galactose vitamin E celobiose cabal com os olig & A ; ocirc ; meros mananos e xilanos ( Jeffries 2009 ) . Cultivos descont & A ; iacute ; nuos alimentados dela produzem quase 50g/l de etanol a partir de xilose com rendimentos de 0,35-0,44g/g xilose ( Hahn-Hagerdal 2004 ) . Embora este rendimento seja adequado parity algumas aplica & A ; ccedil ; & A ; otilde ; Es, a fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o comercial parity obter etanol combust & A ; iacute ; vel requer uma public presentation maior ( Jeffries1999 ) .

Por outro lado, o clado Spathaspora cont & A ; eacute ; m tamb & amp ; eacute ; m varias especies de leveduras capazes de fermentar xilose, isoladas de madeira em descomposi & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o ou de insetos que se alimentam desta classe de madeira, como por exemplo, o teleomorfo Spathaspora passalidarum ( Nguyen 2006 ) . As especies assexuais Candida jeffriesii vitamin E Candida lyxosophila, filogeneticamente Pr & A ; oacute ; ximas a S. passalidarum, tamb & A ; eacute ; m fermentam xilose.

Recentemente o grupo make Prof. Carlos Rosa tem isolado no Estado de Minas Gerais 4 cepas de uma nova especie denominada Spathaspora arborariae sp. November ( Cadete 2009 ) . A mesma Se encontra estreitamente relacionada com C. jeffriessi, S. passalidarum e Candida materiae ( Barbosa 2009 ) , segundo o an & A ; aacute ; lise das sequ & A ; ecirc ; ncias que codificam parity o cistron Department of State dom & A ; iacute ; nios vari & A ; aacute ; veis D1/D2 district attorney subunidade maior do rRNA.

Justificativa

Brasil produz anualmente 5×109 gal & A ; otilde ; es de etanol a partir district attorney cana de a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto que cultiva-se mutton quad 5 milh & A ; otilde ; es de hectares no pais ( Stambuk2008 ) .

Devido & A ; agrave ; import & A ; acirc ; ncia socioecon & A ; ocirc ; mica da produ & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de etanol no Brasil e no mundo, e como fonte de combust & A ; iacute ; vel renov & amp ; aacute ; vel e n & A ; atilde ; o poluente, estudos visando a obten & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de melhores procedimentos tecnol & A ; oacute ; gicos no processo fermentativo tornam-se de cardinal import & A ; acirc ; ncia.

Infelizmente, devido & A ; agrave ; dificuldade em se extrair todos os carboidratos presentes, a maior parte do baga & amp ; ccedil ; o de cana n & A ; atilde ; o & A ; eacute ; aproveitado, pelo fato de haver pouca tecnologia que possibilita seu uso. Por isso, atualmente, existem V & A ; aacute ; Rio de Janeiros projetos em diversas institui & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es de pesquisa do pais que T & A ; ecirc ; m como objetivo desenvolver tecnologias six & A ; aacute ; veis para uma convers & A ; atilde ; o mais eficiente do baga & amp ; ccedil ; o de cana em etanol combust & A ; iacute ; vel fazendo assim que as biorefiner & A ; iacute ; as sejam capazes de processar Todas as fra & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es desta biomassa. Desta maneira, poderia reduzir-se a expans & A ; atilde ; o da monocultura district attorney cana de a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto minimizando a carga poluente do processo de colheita por meio district attorney queima.

Portanto, & A ; eacute ; de interesse parity esta pesquisa estudar O cistrons do metabolismo das pentoses ( principalmente a xilose ) parity tentar aportar mais conhecimentos vitamin E elementos & A ; agrave ; engenharia gen & A ; eacute ; tica aos mulcts de desenvolver linhagens que possam convertor pentoses em etanol de forma eficaz e financeiramente vi & A ; aacute ; vel.

No caso district attorney levedura Pichia stipitis, o mecanismo e a regula & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o do metabolismo de xilose t & A ; ecirc ; m sido muito estudados. Os cistrons desta via metab & A ; oacute ; lica t & amp ; ecirc ; m sido usados parity manipular O metabolismo de xilose em S. cerevisiae, mas a regula & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o para a produ & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de etanol & A ; eacute ; job & A ; aacute ; tica ( Jin 2004 ) . S. cerevisiae regula a fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o sensoreando a presen & A ; ccedil ; a de glicose. P. stipitis, pelo contrario, induze a atividade fermentativa mutton quad resposta a uma limita & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de oxig & A ; ecirc ; nio.

Incrementar a taxa de fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de P. stipitis poderia aumentar seu uso mutton quad processos comerciais. Outra alternativa Po & A ; iacute ; vel & A ; eacute ; utilizar a conhecimento obtido a partir desta levedura fermentadora de xilose parity otimizar o metabolismo de xilose em S. cerevisiae ( Jeffries 2007 ) .

Por outro lado, Spathaspora arborariae tem como caracter & A ; iacute ; stica interessante a capacidade de assimilar vitamin E fermentar D-xilose eficientemente. As cepas crescem bem tanto mutton quad glicose como em D-xilose produzindo praticamente a mesma quantidade de biomassa e etanol a partir destes a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions. Mesmo assim, e como ocorre com outros microrganismos, & A ; eacute ; clara a preferencia pela glicose. N & A ; atilde ; o obstante, dado O alto rendimento mutton quad etanol Ye/s ~ 0,50g etanol g-1 a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; auto obtido durante a fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o batch, S. arborariae pode prover uma fonte nova de cistrons, enzimas e/o transportadores de a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions para engenheirar linhagens que produzam etanol eficientemente a partir de biomassa renov & A ; aacute ; vel ( Cadete 2009 ) .

Mas, ao ser um microrganismo descoberto recentemente n & A ; atilde ; o se t & A ; ecirc ; m informa & amp ; ccedil ; & A ; otilde ; es dispon & amp ; iacute ; vel respeito de suas sequ & A ; ecirc ; ncias, com exce & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de aquelas correspondentes ao cistrons do rRNA discutidas anteriormente. & A ; eacute ; assim que Se torna sumamente interessante vitamin E promiss & A ; oacute ; Rio de Janeiro sequenciar e anotar O genoma desta levedura parity pesquisar as possibilidades que oferece. Tanto o genoma de S. cerevisiae como o genoma de P. stipitis, assim como outras leveduras com capacidade de fermentar xilose ( Debaryomyces hansenii por exemplo ) , t & A ; ecirc ; m sido sequenciados vitamin E anotados vitamin E encontram-se dispon & A ; iacute ; vel nos bancos de dados P & A ; uacute ; blicos aos mulcts de estudos comparativos ( Clayton 1997, Jeffries 2007 ) .

Objetivos

Objetivo geral

Sequenciar, montar vitamin E anotar O genoma district attorney levedura Spathaspora arborariae aos mulcts de poder realizar estudos de gen & A ; ocirc ; mica comparativa, com exceptional & A ; ecirc ; nfase nos cistrons envolvidos no metabolismo de pentoses.

Objetivos espec & A ; iacute ; ficos

Sequenciar o genoma de Spathaspora arborariae utilizando a plataforma 454 district attorney Roche dispon & A ; iacute ; vel no Laborat & A ; oacute ; rio Nacional de Computa & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o Cient & A ; iacute ; fica em Petr & A ; oacute ; polis.

Montar o genoma utilizando os recursos computacionais do LCC-CENAPAD dispon & A ; iacute ; veis no ICEx, UFMG.

Anotar o genoma, ou seja, juntar informa & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o & A ; uacute ; til & A ; agrave ; sequ & A ; ecirc ; ncia gen & A ; ocirc ; mica de DNA crua parity obter uma imagem compreens & A ; iacute ; vel que serva parity plantear novos interrogantes. Consiste em determinar onde, em cada cromossomo, se encontram as regi & A ; otilde ; es que codificam cistrons, assim como mutton quad determinar a carateriza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o funcional deles.

Realizar an & A ; aacute ; lises de gen & A ; ocirc ; mica comparativa tanto homologia dependente como homologia independente, assim como estudos de sintenia dos genomas de leveduras com capacidade de fermentar xilose, em peculiar, dos cistrons envolvidos no metabolismo de pentoses. Busca-se um view geral do organismo estudado, em termos de suas funcionalidades biol & amp ; oacute ; gicas em compara & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o com outros organismos filogeneticamente Pr & A ; oacute ; ximos ou n & A ; atilde ; O.

Metodologia

Prepara & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o das amostras vitamin E sequenciamento: O DNA gen & A ; ocirc ; mico de Spathaspora arborariae ser & A ; aacute ; obtido de acordo ao protocolo proposto por Cheng ( 2006 ) . ( perguntar o kit usado mutton quad Santa Catarina )

Os genomas hyrax leveduras Pichia pastoris ( DeSchutter 2009 ) vitamin E duma cepa de Saccharomyces cerevisiae usada parity a produ & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o de bioetanol ( Argueso 2009 ) foram recentemente publicados. Os mesmos foram sequenciados utilizando de maneira entire ou parcial a plataforma 454 Life Sciences Genome Sequencer FLX district attorney Roche respectivamente. De acordo a DeSchutter ( 2009 ) , devido & A ; agrave ; alta cobertura que apresenta O sequenciamento com 454 pode-se efetivamente obter um genoma de grande outline & A ; atilde ; o. Por isso, ser & A ; aacute ; realizado o protocolo descrito por Margulies ( 2005 ) nas condi & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es criterions recomendadas pelo fabricante respeito district attorney prepara & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o das amostras.

Montagem do genoma: Na literatura encontram-se muitas op & amp ; ccedil ; & A ; otilde ; es de algoritmos para montagem de novo de genomas com ‘reads ‘ gerados pela tecnologia 454, por exemplo: Celera/CABOG ( Miller 2008 ) , Euler-SR ( Chaisson 2009 ) , MIRA ( Chevreux 2005 ) , SR-AMS ( Blazewicz 2009 ) vitamin E Velvet ( Zerbino 2008 ) , de c & A ; oacute ; digo aberto ; NextGENe ( Softgenetics ) , Newbler ( Roche ) e SeqMan NGen ( DNASTAR ) , comerciais ; e Phrap ( Green 1994 ) , que pode ser adquirido enviando um e-mail ao autor. Tamb & A ; eacute ; m apresentam-se packages para realizar a montagem tendo como refer & A ; ecirc ; ncia um genoma filogeneticamente Pr & A ; oacute ; ximo, como por exemplo, AMOScmp-shortReads ( Pop 2004b ) . Se pretende utilizar pelo menos dois dos programas dispon & A ; iacute ; veis de c & A ; oacute ; digo aberto, com diferentes heur & amp ; iacute ; sticas, aos mulcts comparativos, por exemplo Celera/CABOG e SR-AMS -para montagem de novo- vitamin E AMOScmp-shortReads, de abordagem comparativa. Os package Bambus ( Pop 2004a ) vitamin E ABACAS ( Assefa 2009 ) ser & A ; atilde ; o utilizados para alinhar, ordenar vitamin E orientar os contigs. As sequ & A ; ecirc ; ncias obtidas ( scaffolds ) ser & amp ; atilde ; o alinhadas ao genoma filogeneticamente mais Pr & A ; oacute ; ximo ( usado como refer & A ; ecirc ; ncia ) com O package MUMmer ( Kurtz 2004 ) . As compara & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es make genomas ser & A ; atilde ; o visualizadas com a plataforma Artemis Comparison Tool ( Carver 2005 ) ou EagleView ( Huang 2008 ) .

Anota & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o do genoma:

Genes codificadores de prote & A ; iacute ; nas ser & amp ; atilde ; o preditos com EuG & A ; egrave ; ne, uma plataforma integrada parity predi & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o g & amp ; ecirc ; nica em eucariotos ( Foissac 2008 ) vitamin E os s & A ; iacute ; tios de splicing, com NetAspGene ( Wang 2009 ) , um package desenvolvido especificamente parity fazer predi & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es em Aspergillus, um Ascomycota. Para a predi & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o g & amp ; ecirc ; nica ab inicio podem tamb & A ; eacute ; m ser usados os packages AUGUSTUS ( Stanke 2005 ) vitamin E Exonerate ( Slater 2005 ) , utilizando como wainscot de treino ORFs curados do organismo referencia obtidos de ‘http: //yeastgenome.org ‘ , assim como O package GlimmerHMM, um sistema parity achar cistrons eucariotos ( Majoros 2004 ) . Os cistrons preditos ser & amp ; atilde ; o comparados mediante BLASTP Contra O banco de dados de prote & A ; iacute ; nas de leveduras, contra UniProt vitamin E Contra o banco de dados de prote & A ; iacute ; nas f & amp ; uacute ; ngicas RefSeq. Os termos GO ( Gen Ontology ) , as vias metab & A ; oacute ; licas do KEGG ( Kyoto Encyclopedia for Genes and Genomes ) e os N & A ; uacute ; meros EC ( Enzyme Commission ) ser & A ; atilde ; o anotados por annot8r ( Schmid 2008 ) .

An & A ; aacute ; lise gen & A ; ocirc ; mica comparativa:

Ser & A ; aacute ; utilizado O package DAGchainer ( Haas 2004 ) , que permite computar cadeias de cistrons sint & amp ; eacute ; nicos em genomas completos, pudendo minerar regi & A ; otilde ; es conservadas, duplicadas, etc. Tamb & A ; eacute ; m se utilizar & A ; aacute ; Sybil, um pacote com interfase Web para an & A ; aacute ; lise gen & A ; ocirc ; mica comparativa, que permite explorar interativamente um ou mais datasets, visualizar os genomas dos organismos, o gradiente de sintenia, bunchs de prote & A ; iacute ; nas, informa & A ; ccedil ; & A ; otilde ; es de cistrons, etc ( TIGR 2005 ) . O uso de codons ser & amp ; aacute ; determinado com o package ANACONDA ( Pinheiro 2006 ) . & A ; aacute ; rvores filogen & A ; eacute ; ticas ser & amp ; atilde ; o constru & amp ; iacute ; das usando TREE-PUZZLE ( Schmidt 2002 ) vitamin E PHYLIP ( Felsenstein 1996 ) , fazendo uso Pr & A ; eacute ; vio do package MUSCLE parity alinhamento m & A ; uacute ; ltiplo de sequ & A ; ecirc ; ncias ( Edgar 2004 ) .

Cronograma de execu & A ; ccedil ; & A ; atilde ; O

  • Durante o primeiro semestre de 2009 vitamin E parte do segundo semestre se completaram 25 chromium & A ; eacute ; ditos ( cursados vitamin E dispensados ) , dos quais 21 foram utilizados parity integraliza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o dos 30 chromium & A ; eacute ; ditos exigidos. As notas obtidas foram ”A ” em 6 disciplinas e ”B ” mutton quad uma disciplina. No momento me encontro cursando uma disciplina de 3 chromium & A ; eacute ; ditos. Se prev & A ; ecirc ; a integraliza & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o dos cr & A ; eacute ; ditos no primeiro semestre de 2010.

Viabilidade

( Escrever aqueles projetos nos quais esta proposta estaria inserida vitamin E Department of State quais dependeria economicamente. )

2007-2010 Bioetanol: desenvolvimento de leveduras industriais Brasileiras parity fermenta & A ; ccedil ; & A ; atilde ; o eficiente make a & A ; ccedil ; & A ; uacute ; attentions presentes na biomassa. Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient & A ; iacute ; fico e Tecnol & A ; oacute ; gico – Aux & A ; iacute ; lio financeiro? ? ?

bunch ICEx

Santa Catarina

Refer & A ; ecirc ; ncias

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