Identificação e caracterização de promotores foliares de cana-de-açúcar para fins biotecnológicos
Data
2022-07-28
Autores
Martins, Alice Loureiro [UNIFESP]
Orientadores
Brito, Michael dos Santos [UNIFESP]
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
Título da Revista
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Resumo
Atualmente, a demanda energética mundial está levando à busca por novas tecnologias de biocombustíveis, como o biodiesel e o bioetanol, a fim de substituir os combustíveis fósseis limitados. O bioetanol tem origem sumariamente vegetal, com a fermentação de açúcares mais acessíveis – como o amido e a sacarose –, advindos de gramíneas (milho e cana-de-açúcar, principalmente); e outros menos usuais, de elevada complexidade, como os de origem lignocelulósica, também conhecidos como etanol de segunda geração (E2G). Tal complexidade se origina da recalcitrância celular, com uma elevada presença de lignina, que impede o acesso à celulose, que é um dos principais alvos para a expansão da produção de bioetanol. Logo, a engenharia genética e a biotecnologia vegetal têm ganho espaço nas pesquisas na área de energias renováveis, de modo a compreender processos envolvidos com o acúmulo de matéria fermentável, mas também a estrutura e a síntese e degradação de elementos da parede celular, em regiões ricas em celulose, para produção de E2G. Dentre as ferramentas genéticas disponíveis, uma das mais relevantes são os promotores, que tem a capacidade de regular a expressão gênica de maneira dúbia, promovendo ou inibindo-a. Além disso, a identificação de promotores para uso na biotecnologia vegetal de monocotiledôneas (especialmente gramíneas) por si só já possui uma grande relevância dado a baixa disponibilidade de promotores efetivos para tal, principalmente com capacidade de regulação tecido-específica. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar, caracterizar e amplificar regiões promotoras tecido-específicas de folha de cana-de-açúcar, para futuras aplicações biotecnológicas. Utilizando-se de metodologias in sílico e informações de banco de dados, obteve-se 10 supostos promotores de cana-de-açúcar, milho e sorgo, devidamente caracterizados em relação à sua conservação e sítios de ligação para fatores de transcrição e, através do desenho de primers, também foi possível realizar a amplificação via PCR de fragmentos em cana, que possivelmente correspondem às sequências desejadas. Consequentemente, este trabalho atendeu às expectativas e aos objetivos previamente fixados, e abriu caminho para novos projetos e metodologias voltadas a caracterização molecular e utilização desses promotores para fins biotecnológicos.
Currently, a worldwide energy demand is looking for new biofuel technologies such as biodiesel and bioethanol in order to replace limited fossil fuels. Bioethanol is primarily plant-based, with fermentation of more accessible sugars – such as starch and sucrose – coming from grasses (corn and sugar cane, mainly); and other less common ones, of second complexity, such as those of lignocellulosic origin, also known as generation ethanol (E2G). Such complexity originates from cellular recalcitance, with a high presence of lignin, which prevents access to cellulose, which is one of the main targets for the expansion of bioethanol production. Therefore, genetic engineering and plant biotechnology have as a gain in research the energy regions, in order to understand structural processes capable of building matter, but also space and the synthesis and degradation of cellular energy elements cellulose, for production of E2G. Among the available genetic tools, one of the most relevant are the promoters, which have the ability to dubiously regulate gene expression, promoting or inhibiting it. Furthermore, an identification of promoters for use in monocots (especially grasses) plant biotechnology by itself already has mainly a wide variety of data due to the low availability of effective promoters for this, with tissue-specific regulatory capacity. Thus, this work aimed to identify, characterize and amplify tissue-specific promoter regions of sugarcane leaf, for future goals of biotechnological applications. 10 proven methods in relation to their conservation and transformation sites for transformation factors and so-rgo, duly characterized in relation to their conservation and transformation sites for transforming factors and so-rgo primer design, it was possible to carry out an amplification via PCR in sugarcane, which possibly also correspond to the desired sequences. Consequently, this work met the expectations and objectives foreseen for new promoters, and opened up methods and methods of using these fins for molecular biotechnological characterization.
Currently, a worldwide energy demand is looking for new biofuel technologies such as biodiesel and bioethanol in order to replace limited fossil fuels. Bioethanol is primarily plant-based, with fermentation of more accessible sugars – such as starch and sucrose – coming from grasses (corn and sugar cane, mainly); and other less common ones, of second complexity, such as those of lignocellulosic origin, also known as generation ethanol (E2G). Such complexity originates from cellular recalcitance, with a high presence of lignin, which prevents access to cellulose, which is one of the main targets for the expansion of bioethanol production. Therefore, genetic engineering and plant biotechnology have as a gain in research the energy regions, in order to understand structural processes capable of building matter, but also space and the synthesis and degradation of cellular energy elements cellulose, for production of E2G. Among the available genetic tools, one of the most relevant are the promoters, which have the ability to dubiously regulate gene expression, promoting or inhibiting it. Furthermore, an identification of promoters for use in monocots (especially grasses) plant biotechnology by itself already has mainly a wide variety of data due to the low availability of effective promoters for this, with tissue-specific regulatory capacity. Thus, this work aimed to identify, characterize and amplify tissue-specific promoter regions of sugarcane leaf, for future goals of biotechnological applications. 10 proven methods in relation to their conservation and transformation sites for transformation factors and so-rgo, duly characterized in relation to their conservation and transformation sites for transforming factors and so-rgo primer design, it was possible to carry out an amplification via PCR in sugarcane, which possibly also correspond to the desired sequences. Consequently, this work met the expectations and objectives foreseen for new promoters, and opened up methods and methods of using these fins for molecular biotechnological characterization.
Descrição
Citação
Martins, A. L.; Brito, M. S. Identificação e caracterização de promotores foliares de cana-de-açúcar para fins biotecnológicos. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Biotecnologia) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo.São José dos Campos, 64p., 2022.