Edição gênica de microrganismos

Quando a seleção natural não é suficiente para resolver um problema produtivo, recorremos à edição gênica de microrganismos, gerando assim mudanças controladas em seu comportamento metabólico.

Ela é feita com o uso de Biologia Molecular avançada. A principal técnica que usamos é a CRISPR-Cas9, responsável pela concessão do Prêmio Nobel de Química de 2020 às suas inventoras, as pesquisadoras Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna. Por meio da CRISPR-Cas9, desenvolvemos estirpes de bactérias e leveduras geneticamente ajustadas às necessidades específicas de cada processo industrial.

1. Essa metodologia se diferencia de outras que promovem mudanças no material biológico genético de microrganismos. A CRISPR-Cas9 é classificada como Timp, sigla para Tecnologia Inovadora de Melhoramento de Precisão. Ela é considerada pela CTNBio, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança, como uma metodologia que gera microrganismos não-geneticamente modificados. Diferente da estratégia de engenharia genética por transgenia, as leveduras ou bactérias editadas por CRISPR-Cas9 são cisgênicas e não apresentam DNA ou RNA recombinante.

Mas como saber qual ou quais genes modificar? Para isso, contamos aqui na Cerlev com uma equipe especializada que sabe identificar genes já conhecidos ou ainda não identificados que são responsáveis por determinadas características de interesse biotecnológico. Editar estes genes de forma específica, introduzindo mutações ou outras alterações é o que sabemos fazer!

 

Funções e benefícios em diferentes setores produtivos

Por meio do isolamento e seleção de microrganismos, é possível fazer a triagem e a análise de características de agentes biológicos buscando identificar aqueles com melhor performance para diferentes processos produtivos. Contudo, os selecionados podem ainda apresentar propriedades não totalmente adequadas aos processos produtivos dos quais participarão.

É em cenários como esses que a edição gênica de microrganismos é altamente recomendada. A partir da compreensão sobre qual seria o desempenho mais adequado de dado microrganismo, podemos modificar parte do genoma responsável por certos comportamentos, promovendo sua inativação ou ativação a depender da necessidade. Dessa forma, podem tanto ser potencializadas características que favorecem os processos produtivos quanto inativadas as que os prejudicam.

Em processos industriais que têm as leveduras como agentes, as edições gênicas são capazes de alterar seu comportamento de diferentes maneiras. Podemos, por exemplo, acelerar a produtividade de substâncias de interesse biotecnológico. No sentido oposto, podemos reduzir perdas de lucratividade utilizando substâncias que atenuam problemas operacionais como, por exemplo, a produção de espuma durante a fermentação.

Outros possíveis usos é a atenuação ou até eliminação de processos floculativos ou a obtenção de cepas mais resistentes ao estresse alcoólico ou térmico.

Na indústria farmacêutica, o aperfeiçoamento microbiano por meio de edição gênica já transformou bactérias e fungos em "biofábricas" de química fina permitindo que eles sintetizem, de forma escalável, princípios ativos de medicamentos.

Na agricultura, fungos editados geneticamente podem atuar de forma mais competente no controle biológico se comparados a defensivos químicos, eliminando pragas de lavouras sem risco de contaminação do solo.

Todas essas realizações são alcançadas por meio da edição gênica. É graças a ela que conseguimos realizar alterações no genoma de bactérias, fungos filamentosos ou leveduras, conferindo atributos específicos aos microrganismos de forma controlada. Dessa forma, conseguimos transformá-los em importantes ferramentas do processo produtivo em diferentes indústrias, mantendo a previsibilidade da sua atuação.

 

Edição gênica de microrganismos: como fazemos isso na Cerlev?

O trabalho de edição gênica que fazemos se inicia com o sequenciamento completo do genoma dos microrganismos. É assim que obtemos as informações necessárias sobre os alvos genéticos que serão modificados.

A principal ferramenta utilizada é a metodologia CRISPR-Cas9. Por meio dessa abordagem, temos gerado leveduras com propriedades mais adequadas à produção de bebidas.

Ao editarmos o genoma, geramos microrganismos:

• Com maior qualidade sensorial
• Com capacidade de produção de substâncias aromatizantes
• Que perdem a capacidade de flocular ou de produzir espuma
• Com maior resistência a temperaturas elevadas e a um maior teor de etanol.

Uma vez concluído o processo de edição gênica, nos responsabilizamos, junto à CTNBio, em obter o reconhecimento de organismo geneticamente não-modificado, permitindo portanto seu uso industrial.

O uso de microrganismos geneticamente editados é realidade em diversas empresas e seus ganhos são reais e quantificáveis. Se você quer verificar a possibilidade de aplicar essa tecnologia para resolver problemas do seu processo industrial, clique aqui e fale conosco. Teremos prazer em apresentar todos os benefícios que a edição gênica de microrganismos oferece, além de discutir eventuais aplicações no processo produtivo da sua indústria.

Conheça nossos outros serviços