Joao Carlos Monteiro de Carvalho.

A diversificação da matriz energética voltada para o desenvolvimento de um modelo sustentável é uma importante estratégia para o crescimento do País. O Brasil é o segundo maior produtor de bioetanol no mundo, gerando alta quantidade de CO2 e vinhaça como subprodutos. A vinhaça pode ser tratada por biodigestão anaeróbia, gerando CH4 (metano), que é considerado uma energia renovável no mercado emergente. O efluente líquido biodigerido ainda será rico em nitrogênio, fósforo e potássio, o que, juntamente com o CO2, pode ser utilizado como meio nutriente para o cultivo de microalgas. As microalgas têm se destacado como a próxima plataforma de biotecnologia industrial para produzir biocombustível e/ou bioativos. O problema do emprego da microalga para a produção de biocombustível é o alto custo de produção, o que pode ser reduzido pelo uso do efluentes industriais, emprego de microalga geneticamente modificada visando um aumento na produtividade em óleo, e associação da produção do biocombustível com outros compostos de alto valor agregado nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e cosméticas. As microalgas são conhecidas por serem fontes naturais, renováveis, sustentáveis e promissoras de vários bioativos. Neste contexto, será avaliado o uso de água residual proveniente do tratamento anaeróbio da vinhaça associado ao CO2 proveniente da digestão para cultivo de microalgas selvagens e geneticamente modificadas para inibição de síntese de carboidrato de reserva visando o acúmulo de lipídios. Ademais, serão analisadas a produção e a purificação de peptídeos e proteínas com atividade (in vitro) anti-hipertensiva, fibrinolítica e leishmanicida obtidos a partir da biomassa microalgal selvagem e mutada visando agregar valor aos produtos gerados. Desse modo, esse projeto contribuiria com o desenvolvimento de uma possível matriz energética sustentável a partir do uso da biomassa microalgal, oferecendo um processo sustentável e eficiente por meio da maximização dos benefícios econômicos, ambientais e sociais.

Microalgas e cianobactérias despertam interesse tecnológico e industrial, pois produzem componentes de alto valor agregado, sendo utilizadas, integralmente, na forma de extratos, ou compostos purificados, em formulações alimentícias, farmacêuticas e cosméticas, entre outros. A Dunaliella salina é uma importante microalga produtora de carotenoide, particularmente de -caroteno. A obtenção de biomassas com maiores teores de carotenoides diminui o custo de produção, pois há necessidade de processamento de menor quantidade de biomassa para obtenção dos pigmentos. Esta microalga é promissora no âmbito da engenharia genética. Sendo assim, o objetivo desse projeto é aumentar a produção de betacaroteno em D. salina pela superexpressão de gene que codifica a enzima fitoeno sintase em DNA de cloroplasto, bem como nocautear os genes que codificam as enzimas -caroteno hidroxilase e licopeno e-ciclase em DNA de cloroplasto através da técnica de CRISPR/CAS9; por fim, utilizar o processo contínuo como ferramenta para uma melhor compreensão da produção de carotenoides em células selvagens e modificadas geneticamente, bem como avaliar a estabilidade das modificações genéticas. Adicionalmente, usar processo contínuo para avaliar hormônios vegetais como possíveis ativadores de carotenogênese de células selvagens e modificadas geneticamente. Com o emprego das técnicas de engenharia genética e de processo de cultivo contínuo, espera-se obter as melhores condições de produção de -caroteno por D. salina modificada geneticamente.

A produção e comercialização de medicamentos biológicos está diretamente relacionada ao escalonamento e custo de todo processo até a obtenção do produto final, principalmente para a obtenção de moléculas mais complexas, as quais são difíceis de se obter com as plataformas de produção já utilizadas. A tecnologia de cultura de células animais é empregada para produção de mais de muitas proteínas terapêuticas. Entretanto apresenta a desvantagem de elevado custo de produção devido aos requisitos nutricionais e de crescimento complexos, além de baixos níveis de expressão de proteína. Chlamydomonas reinhardtii, assim como os outros micro-organismos fotossintetizantes, é cultivada em condições mais simples e de baixo custo para o crescimento (luz, dióxido de carbono e sais). Esta microalga é utilizada para expressão de proteínas recombinantes devido às características de rápida geração de estáveis linhagens recombinantes, meio estável para dobramento de proteínas complexas, apresenta tempo de duplicação celular de 10 horas em meio de cultivo inorgânico e, portanto facilidade de aumento de escala de produção. Este trabalho apresenta o objetivo de utilizar a microalga Chlamydomonas reinhardtii para expressar os biofármacos: filgrastima, somatotropina, infliximabe e adalimumabe.

Este projeto pretende estudar tratamentos físico-químicos, bem como processo de filtração por membranas, dos efluentes obtidos no final do cultivo de A. platensis usando diferentes fontes de nitrogênio e fotobiorreatores, visando reaproveitar esses efluentes tratados em novos cultivos desse micro-organismo. Os parâmetros concentração celular máxima, produtividade celular e fator de conversão de nitrogênio em células, bem como a composição da biomassa serão estudados para avaliar as condições de crescimento e as propriedades da biomassa produzida nos meios reaproveitados.

Este projeto pretende estudar tratamentos físico-químicos dos efluentes obtidos no final do cultivo de A. platensis usando diferentes fontes de nitrogênio e fotobiorreatores, visando reaproveitar esses efluentes tratados em novos cultivos desse micro-organismo. Os parâmetros concentração celular máxima, produtividade celular e fator de conversão de nitrogênio em células, bem como a composição da biomassa serão estudados para avaliar as condições de crescimento e as propriedades da biomassa produzida nos meios reaproveitados.

Este projeto visa o isolamento de cepas de microalgas de regiões de estuário para caracterização e avaliação de crescimento e composição para fins de utilização em alimentos e cosméticos,