terça-feira, 27 de fevereiro de 2018

Micróbios produtores de butanol - 1


Armadilha cinética para produzir micróbio produtor de butanol

Luke Geiver; Using kinetic trapping to make superior butanol-producing microbe; March 10, 2011 - www.ethanolproducer.com


Michelle Chang, professora assistente de química da Universidade da Califórnia-Berkeley e sua equipe estão trabalhando para encontrar um caminho melhor para a produção de n-butanol. Agora, depois de três anos, Chang acredita ter encontrado. Usando uma abordagem chamada armadilha cinética, a equipe foi capaz de alterar uma via enzimática em E. coli que produz 10 vezes mais n-butanol do que outros micróbios. Com base nas enzimas encontradas no Clostridium (Clostridium acetobutylicum)  uma bactéria produtora de butanol que vários pesquisadores usaram como ponto de partida para processos com base em enzimas promissoras para n-butanol, a equipe criou uma via sintética na E. coli.
"Outras pessoas estão interessadas em fazer isso", disse Chang, e alguns até realizaram um trabalho similar, mas, observou, a maioria dos pesquisadores está "presa a meio grama por litro". A equipe de Chang, em vez disso, olhou os estrangulamentos que mantêm o  Clostridium capaz de produzir uma grande quantidade de produto. "Clostridium faz o n-butanol", disse ela, "mas seu objetivo não é fazer o máximo possível". Um dos problemas com a via enzimática responsável pela produção de n-butanol na bactéria é a capacidade da via para obter reações reversas . "As enzimas vão para a frente e para trás e algumas realmente favorecem a reação reversa", disse Chang. "Se você olhar para qualquer coisa em que você possa acumular níveis realmente elevados (como o etanol), você realmente tem o que chamamos de reação irreversível".
Na produção de etanol, uma molécula de gás é separada, e uma vez que a divisão ocorre, a molécula não pode voltar. Chang disse que devido a sua equipe reconhecer a diferença na via do n-butanol em comparação com a do etanol, ela e sua equipe decidiram se afastar de introduzir um bloco naquela via e, em vez disso, olhou para como alterar ou atrapalhar a possibilidade da reação reversa. "O que fizemos é abrandar a reação de global, dado que é lenta em comparação com o progresso ‘para a frente’ ", disse ela. "Era basicamente uma questão de velocidade". Esse processo, abrandando a reação das costas em relação à velocidade da reação direta que efetivamente faz a reação parecer irreversível, é o que Chang chama de armadilha cinética e foi o principal motivo pelo qual sua equipe foi capaz para criar um micróbio de E. coli capaz de produzir mais n-butanol. "Em um sistema sintético, você pode perguntar o que está fora das funções naturais", disse ela. "Por isso, mudamos a enzima nativa por uma outra que mostra esse diferente comportamento".

O trabalho foi financiado pela UC Berkeley, bem como por várias outras fundações, incluindo o Dow Sustainable Products and Solutions Program. Chang disse que ela e sua equipe passaram quase 60 horas por semana trabalhando na pesquisa e esperam continuar seu trabalho para criar uma via de n-butanol adequada para leveduras. Ela espera ter uma descoberta semelhante nos próximos três anos e já foi contatada por algumas empresas sobre seu trabalho. "Eu pessoalmente não sinto que é hora disso, a menos que seja alguém que procura ajudar a desenvolver a tensão para um ambiente industrial", disse ela. "Alguém me perguntou qual era o seu momento de "Ah-ha!"... (Eureka!) Eu disse-lhes que você tem um momento de "Ah-ha!", mas leva cerca de seis meses a um ano para ver isso se concretizar cientificamente".

Versão de texto para citação em artigo formal de produção de biocombustíveis:

Bactérias, como o E. coli, ou Lactobacillus brevis, com enzimas modificadas com base nas disponíveis nas bactérias do gênero Clostridium permitem a produção de n-butanol com alta eficiência. A técnica é adaptável a leveduras como n-butanol Saccharomyces cerevisiae.


Leitura recomendada
Apresentação: Biofuels in Bacteria and Complex Genetic Circuits - 2012.igem.org

Revisão bibliográfica

Amy M. Weeks and Michelle C. Y. Chang; Constructing de novo biosynthetic pathways for chemical synthesis inside living cells; Biochemistry. 2011 Jun 21; 50(24): 5404–5418. - www.ncbi.nlm.nih.gov

Becky J. Rutherford, Robert H. Dahl, Richard E. Price, Heather L. Szmidt, Peter I. Benke, Aindrila Mukhopadhyay and Jay D. Keasling; Functional Genomic Study of Exogenous n-Butanol Stress in Escherichia coli; Appl. Environ. Microbiol. March 2010 vol. 76 no. 6 1935-1945 - aem.asm.org

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Oksana V. Berezina, Natalia V. Zakharova, Agnieszka Brandt, Sergey V. Yarotsky, Wolfgang H. Schwarz & Vladimir V. Zverlov; Reconstructing the clostridial n-butanol metabolic pathway in Lactobacillus brevis; Appl Microbiol Biotechnol (2010) 87:635–646. DOI 10.1007/s00253-010-2480-z - www.researchgate.net

Shuobo Shi, Tong Si, Zihe Liu, Hongfang Zhang, Ee Lui Ang & Huimin Zhao; Metabolic engineering of a synergistic pathway for n-butanol production in Saccharomyces cerevisiae; Scientific Reports volume 6, Article number: 25675 - www.nature.com

Qinglong Wang, Yi \Ding, Li Liu, Jiping Shi, Junsong Sun, Yongchang Xue; Engineering Escherichia coli for autoinducible production of n-butanol; Electronic Journal of Biotechnology, Volume 18, Issue 2, March 2015, Pages 138-142 - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0717345815000202

Eric J Steen, Rossana Chan, Nilu Prasad, Samuel Myers, Christopher J Petzold, Alyssa Redding, Mario Ouellet and Jay D Keasling; Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the production of n-butanol; Microbial Cell Factories 2008 7:36

Paola Branduardi, Valeria Longo, Nadia Maria Berterame, Giorgia Rossi and Danilo Porro; A novel pathway to produce butanol and isobutanol in Saccharomyces cerevisiae; Biotechnology for Biofuels 2013 6:68 - biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com

Nicolaas A Buijs, Verena Siewers, Jens Nielsen; Advanced biofuel production by the yeast Saccharomyces cerevisiae; Current Opinion in Chemical Biology, Volume 17, Issue 3, June 2013, Pages 480-488. www.sciencedirect.com

Virginia Schadeweg and Eckhard Boles; n-Butanol production in Saccharomyces cerevisiae is limited by the availability of coenzyme A and cytosolic acetyl-CoA; Biotechnol Biofuels. 2016; 9: 44. PMCID: PMC4765181 - doi:  10.1186/s13068-016-0456-7 - www.ncbi.nlm.nih.gov

Virginia Schadeweg and Eckhard Boles; Increasing n-butanol production with Saccharomyces cerevisiae by optimizing acetyl-CoA synthesis, NADH levels and trans-2-enoyl-CoA reductase expression; Biotechnol Biofuels. 2016; 9: 257. PMCID: PMC5123364 -  doi:  10.1186/s13068-016-0673-0 - www.ncbi.nlm.nih.gov

Strings web quest: [ n-buthanol e coli ] ; [ n-buthanol e coli Michele chang]; [ n-buthanol Saccharomyces cerevisiae ]

quinta-feira, 22 de fevereiro de 2018

Criptozoologia e certas confusões

Recomendo cuidado com a confusão do que seja criptozoologia dentro de determinada definição - pois em termo stricto sensu é uma pseudociência bem caracterizada - com animais (ou qualquer ser vivo) ficcional.

Explico.

Um exemplo de “criptido” da  Criptozoologia:

“Existe um tipo de preguiça gigante ainda vivo no cerrado brasileiro?”

Obs.: Associado com o mito e descrições do que seria o “mapinguari“.

Aqui num sentido lato sensu para criptozoologia, que inclua investigações sobre animais dos quais existem relatos minimamente sérios e possíveis, não interessando que o animal exista ou não, pois há uma coerência bem razoável, pois existiram preguiças (ditas) gigantes e outras menores, mas ainda grandes animais, na América do Sul.





O problema do que trata-se por aí de Criptozoologia são os métodos, típicos das pseudociências.

Outros exemplos: 

Existe alguma espécie de felino maior que a onça pintada na Amazônia?
Há relatos de indígenas que dizem que sim - seja no passado e atualmente já extintas.


Felinos do passado: www.pinterest.co.uk


Há alguma espécie de cobra maior que a sucuri na região amazônica? 

Aqui ninguém precisa de uma cobra de 30 metros, bastando uma de 15, por exemplo, maior que as maiores sucuris já registradas, e os dois animais aqui citados são também biologicamente aceitáveis. (Basta ver a Titanoboa cerrejonensis.)


Agora vamos para os seres ficcionais. “Dragões do universo das Crônicas (ou Uma Canção) de Gelo e Fogo (Game of Thrones) são aparentados com uma criatura subterrânea nesse universo descrita?” Seres vivos ficcionais, que possuem o objetivo de tornar tal universo coerente, até em termos evolutivos, ao gosto do autor e necessidades de atender seu público específico. Tenho, por exemplo, muita simpatia pela concepção dos Mûmakil ("olifantes", no tempo adotado em português) do universo de O Senhor dos Anéis.
Council of Elrond
O primeiro caso é claramente pseudociência quando o "purgante" em questão afirma que existe o ser, e não que ele possa ser conjecturado e buscadas suas evidências. Aqui, claro, provavelmente o exemplo mais marcante de criatura desta dita criptozoologia de tão insistentes - e até perdulários com suas “pesquisas” devotos - seja o “monstro do lago Ness”, concorrendo de perto com os “abomináveis homens das neves” e os ‘pés grandes”, ou, como prefiro, por influência de marcante personagem da Marvel, “sasquatch”. O segundo caso, repetimos, faz parte da construção de um universo ficcional coerente, sendo um meio muito útil de tornar um universo ficcional, especialmente em ficção científica, mais “sólido”, até (exo)biologicamente falando.

Leituras recomendadas

pt.wikipedia.org - Mapinguari pt.wikipedia.org - Lista de animais estudados na criptozoologia Uma leitura especialmente recomendada, de outro problema: Charles Morphy D. Santos; Taxonomia não é ufologia! - charlesmorphy.blogspot.com.br Nos nossos arquivos: docs.google.com