EFEITOS DE MODIFICAÇÕES GENÉTICAS NA PAREDE CELULAR PARA AUMENTO DA DIGESTIBILIDADE DE BIOMASSA E DURANTE ESTRESSES ABIÓTICOS EM GRAMÍNEAS
A degradação de material lignocelulósico é dificultada por sua estrutura complexa, particularmente pela rede de ligações cruzadas nas paredes celulares, que bloqueia o acesso enzimático à celulose. Isso torna necessários tratamentos enzimáticos e termoquímicos dispendiosos para a degradação em subunidades menores. A recalcitrância da biomassa decorre principalmente da composição da parede celular, tornando a modificação genética da parede celular uma ferramenta poderosa para reduzir essa recalcitrância e melhorar a viabilidade dos processos de produção de biocombustíveis. Neste trabalho, propomos analisar a digestibilidade da biomassa e caracterizar a composição da parede celular de plantas de Setaria viridis após a aplicação de duas diferentes estratégias de modificação genética usando a tecnologia CRISPR/Cas9.
Uma estratégia envolve o knockout multiplex dos genes BAHD, enquanto a outra visa o knockout do gene COMT. Esses genes estão associados à incorporação de ferulato/p-coumarato e lignina na parede celular, respectivamente. Compreender esses processos pode acelerar o desenvolvimento de tecnologias de produção de etanol celulósico.
Para a primeira estratégia, utilizamos três vetores diferentes, mas não conseguimos obter plantas com o knockout multiplex dos genes BAHD. Neste trabalho, apresentamos as estratégias utilizadas e discutimos as possíveis razões pela qual o knockout multiplex em S. viridis não foi possível. Para a segunda estratégia, geramos com sucesso plantas T2 com um knockout no gene COMT usando a tecnologia CRISPR/Cas9. Embora não tenha sido observado nenhum fenótipo visível, detectamos uma redução no conteúdo de lignina e uma eficiência aprimorada na sacarificação da biomassa. Esses achados destacam o potencial da supressão do gene COMT para otimizar a produção de biocombustíveis, reduzindo a lignina e melhorando a sacarificação da biomassa.