Produção de proteínas recombinantes na cianobactéria Synechococcus elongatus PCC 7942 utilizando intensidade luminosa e campos magnéticos como indutores alternativos
Autor: Arthur Cássio de Sousa Cardoso (Currículo Lattes)
Orientador: Dr. Luis Fernando Fernandes Marins
Resumo
Cianobactérias emergem como alternativas importantes na exploração de matérias-primas acessíveis na aquicultura sustentável, contribuindo para a captura de dióxido de carbono atmosférico e utilizando-o como fonte de carbono inorgânico para aumentar a biomassa. As cianobactérias, particularmente, são destacadas por sua habilidade natural de integrar DNA exógeno em seu genoma, tornando-se biofábricas interessantes para a produção de proteínas recombinantes (PRs). No entanto, o baixo rendimento dessas biofábricas ainda é um dos obstáculos para o seu desenvolvimento nos processos biotecnológicos. Dessa forma, a presente tese teve como objetivo principal aprimorar a eficiência da cianobactéria Synechococcus elongatus PCC 7942 para produzir PRs utilizando diferentes estratégias de incremento de produção. No primeiro estudo, foi avaliado o desempenho do promotor comercial induzível por níquel (PnrsB) com o promotor livre de indutor PpsbA2 na expressão da proteína repórter ZsGreen1, sob influência do campo magnético de 30 mT (CM30). Como resultado foi demonstrado que a produção de PRs em S. elongatus PCC 7942 pode ser melhorada com o uso do promotor nativo PpsbA2 associada à aplicação de CM30. No segundo estudo foram testadas diferentes intensidades de luz e tempo de exposição em culturas com dois promotores nativos relacionados ao fotossistema II de cianobactéria (PpsbA1 e PpsbA2). Foi observado também, que, um menor tempo de exposição pode levar à maior produção de PR com esses promotores. De forma geral, o promotor PpsbA2 demonstrou ser mais eficiente em relação ao PpsbA1. Esse promotor, quando induzido por 6 h e intensidade de luz mais alta (500 μmol. m-2. s-1), resultou na produção de quantidades maiores da proteína de interesse. O terceiro estudo abordou uma estratégia inovadora para aprimorar processos biotecnológicos usando microrganismos fotoautotróficos, utilizando os CM para incrementar a produção de PRs. Nesse estudo, as melhores condições definidas no segundo estudo foram usadas na produção de PRs com promotor PpsbA2, observando-se aumento significativo nos níveis de transcrição em 45% e fluorescência em 25-28% sob a aplicação do CM de 30 mT nas culturas. A utilização de cianobactérias associada à aplicação de CM como uma abordagem não tóxica, econômica e ambientalmente sustentável parece ser uma ferramenta promissora para melhorar o rendimento de produção de PRs com promotores nativos. Esta tese abre caminho para uma exploração mais aprofundada dos mecanismos moleculares afetados pelos CM, potencializando a produção de biomoléculas por meio de cianobactérias, com potencial aplicação comercial e na aquicultura.