Diante dos impactos ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis, especialmente as elevadas emissões de carbono na atmosfera, cresce a urgência por fontes alternativas e limpas de energia, bem como por rotas industriais baseadas em matérias-primas renováveis. Nesse contexto, as biorrefinarias surgem como uma alternativa mais sustentável às refinarias de petróleo, com potencial para transformar biomassa em produtos de alto valor agregado. Entre os diversos tipos de biomassa disponíveis, destaca-se a biomassa lignocelulósica, que pode ser obtida a partir de resíduos agrícolas, florestais, da indústria de papel e celulose ou de estações de reciclagem. Um de seus principais componentes, a lignina, é o segundo biopolímero mais abundante do planeta, mas sua estrutura complexa e resistente à despolimerização ainda representa grandes desafios tecnológicos. Diante disso, o uso de vias catabólicas aromáticas mediadas por bactérias tem se mostrado uma estratégia promissora para superar essas limitações e viabilizar a produção de compostos de interesse industrial a partir da lignina. Algumas bactérias que degradam a lignina de forma natural ou metabolizam compostos aromáticos têm se destacado como ferramentas importantes nesse processo. Entre elas, a cepa segura e não patogênica Pseudomonas putida KT2440 tem recebido atenção por suas vias metabólicas já conhecidas. No entanto, certas etapas enzimáticas, como a O-desmetilação de compostos aromáticos contendo grupos metoxilas, ainda constituem gargalos significativos na bioconversão da lignina. Diante desse cenário, o presente trabalho tem como objetivo prospectar novas bactérias com capacidade de metabolizar compostos aromáticos, buscando identificar genes associados a etapas metabólicas limitantes e, assim, contribuir para o desenvolvimento de chassis bacterianos mais eficientes na conversão de derivados da lignina. Para tanto, as bactérias utilizadas neste estudo foram previamente isoladas de um consórcio microbiano obtido a partir de amostras de solo de mangue, previamente enriquecido em meio mínimo contendo compostos aromáticos derivados da lignina, em um estudo anterior ainda não publicado. Essas bactérias serão cultivadas em meio mínimo suplementado com 5 mM de guaiacol, siringol ou acetosiringona, como principal fonte de carbono. Os cultivos serão realizados em placas de 96 poços, incubadas a 30?°C e 200 rpm no equipamento Growth Profiler, que registrará imagens para monitoramento da densidade celular. A fase lag, que corresponde ao período de adaptação metabólica ao novo meio, e a taxa de crescimento máxima serão calculadas utilizando o pacote Growth Rates. As bactérias que apresentarem crescimento nos compostos aromáticos selecionados serão cultivadas em escala maior, em frascos Erlenmeyer sob as mesmas condições de temperatura e agitação. Durante um cultivo de 48 horas, serão coletadas amostras para quantificação dos compostos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Além dos compostos aromáticos sintéticos, também serão testadas frações ricas em compostos derivados de lignina, como licores alcalinos de bagaço de cana-de-açúcar despolimerizados, fornecidos por colaboradores do LNBR. Por fim, será realizado o sequenciamento genômico das cepas selecionadas utilizando a plataforma MiSeq (Illumina). A montagem genômica, bem como a predição e anotação de genes, será conduzida com o suporte da equipe de Ômicas Integrativas do LNBR. Dessa forma, ao final de toda essa análise, espera-se identificar novas bactérias e genes associados à metabolização de compostos aromáticos como guaiacol, siringol e acetosiringona, cujas etapas de bioconversão ainda representam gargalos. Os dados obtidos podem apoiar o desenvolvimento de chassis bacterianos mais eficientes para aplicações industriais, favorecendo a conversão de resíduos ricos em lignina em bioprodutos de maior valor agregado. Além disso, essa abordagem contribui diretamente para o avanço científico e tecnológico na área de biotransformação de lignina, além de promover práticas mais sustentáveis na bioeconomia e reduzir o impacto ambiental de setores como o de papel, celulose e cana-de-açúcar.
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