Para obter combustível de aviação sustentável, os investigadores desenvolvem um microrganismo promissor para a produção de precursores
Pseudomonas putida é um microrganismo útil para a produção do isoprenol, precursor sustentável do combustível de aviação, devido à sua capacidade de utilizar fontes renováveis de carbono. Crédito:John McArthur no Unsplash Os combustíveis de aviação sustentáveis produzidos a partir de fontes renováveis de carbono poderiam reduzir as emissões de dióxido de carbono e ajudar a mitigar as alterações climáticas. O isoprenol é um produto químico envolvido na produção de uma mistura de biocombustível para aviação chamada 1,4-dimetilciclooctano (DMCO). Blendstocks são produtos químicos que são combinados com outros produtos químicos para criar combustível. Os pesquisadores produziram isoprenol em vários hospedeiros microbianos.
No entanto, os esforços para produzir combustível de aviação sustentável seriam beneficiados se o isoprenol pudesse ser produzido em microrganismos que utilizam açúcares fermentáveis de materiais vegetais como fonte de carbono. A bactéria Pseudomonas putida (P. putida) poderia ser um desses microorganismos, mas precisa de engenharia para ser uma escolha ideal. Nesta pesquisa, os cientistas usaram ferramentas computacionais avançadas para projetar P. putida para a produção de isoprenol.
O artigo foi publicado na revista Metabolic Engineering .
Os pesquisadores usaram modelagem computacional para prever alvos para edição genética e otimizar o metabolismo em P. putida para maximizar a produção de isoprenol. Esta abordagem permitiu aos investigadores selecionar e priorizar alvos de edição genética e, portanto, testar um número menor de estirpes modificadas.
Eles alcançaram a maior produção de isoprenol relatada para P. putida. Este é um passo importante em direção a um processo de bioprodução sustentável de combustível de aviação.
Os pesquisadores usaram uma mistura de modelagem computacional e engenharia de deformação para otimizar a produção de isoprenol em P. putida. Eles usaram múltiplas abordagens baseadas em modelos metabólicos em escala genômica para prever e priorizar alvos de nocaute genético que levariam a maiores rendimentos de isoprenol. Isso lhes permitiu reduzir o número de alvos que perseguiam.
Além disso, eles aplicaram edições genéticas conhecidas para melhorar ainda mais a produção de isoprenol e usaram proteômica para otimizar o processo.
A pesquisa alcançou um título de produção de isoprenol de 3,5 gramas por litro, o mais alto relatado para P. putida. Os investigadores concluíram que a otimização da sua via resultou, portanto, numa melhoria de 10 vezes do isoprenol em P. putida.
Os pesquisadores sugerem que melhorias adicionais devem ser feitas para melhorar os rendimentos de isoprenol para aplicações industriais. A produção em escala comercial de isoprenol e DMCO ainda requer melhorias adicionais, como a inclusão da edição genética CRISPR e outras tecnologias de bioprocessos.
