Identificação de genes envolvidos na tolerância ao alumínio em Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

A produção de etanol combustível representa um importante papel na economia de vários países, sendo os Estados Unidos, Brasil e China os maiores produtores mundiais. O bioetanol é um combustível renovável, sendo o biocombustível mais consumido no Brasil. A síntese do etanol é normalmente realizada com a obtenção de uma solução de açúcares, que são fermentados para produzir etanol, sendo este separado por destilação e purificado. A principal rota metabólica envolvida na fermentação alcoólica em leveduras é a glicólise. Diversos fatores fisiológicos podem influenciar no desempenho fermentativo da Saccharomyces cerevisiae, como o estresse osmótico, o estresse ácido, a contaminação bacteriana e a presença de níveis tóxicos de alumínio. Em virtude da fermentação ocorrer em condições ácidas, o alumínio, absorvido pela cana-de-açúcar em solos ácidos, provoca sérios problemas durante a fermentação. As cepas de leveduras industriais diferem bastante em relação à tolerância ao alumínio e, considerando o potencial de aplicação biotecnológica das leveduras, se faz necessário um estudo das bases genéticas envolvidas nesse fenótipo de tolerância. Neste contexto, o objetivo do presente projeto foi identificar no genoma da Saccharomyces cerevisiae genes que possam estar envolvidos na tolerância ao alumínio. Desse modo, localizou-se os genes presentes na região do QTL no cromossomo VI apontados por Mezadri (2018), envolvidos na tolerância ao alumínio em S. cerevisiae e avaliou-se a tolerância ao alumínio por meio de testes de crescimento contendo diferentes concentrações de alumínio. Para verificar se os genes candidatos a estarem envolvidos com a tolerância ao alumínio carregavam variantes genéticas que poderiam estar associadas ao fenótipo de interesse, as sequências de nucleotídeos desses genes foram alinhadas utilizando a ferramenta online Clustal Omega, para visualização e análise do alinhamento múltiplo das sequencias de nucleotídeos utilizou-se o programa Jalview 2 e para visualização das variantes genéticas utilizou-se a ferramenta IGV. Nossos resultados indicaram envolvimento de 18 genes com a tolerância ao alumínio e três tipos variantes genéticas sendo elas sinônima, missense e sem sentido, que permitem estudo de modificação de SNV. Além disso, nossos resultados fornecem dados promissores para melhoramento de cepas industriais para produção de bioetanol.