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Ethanol production process driving changes on industrial strains.
Nagamatsu, Sheila Tiemi; Coutouné, Natalia; José, Juliana; Fiamenghi, Mateus Bernabe; Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães; Oliveira, Juliana Velasco de Castro; Carazzolle, Marcelo Falsarella.
Afiliação
  • Nagamatsu ST; Division of Human Genetics, Department of Psychiatry, Yale School of Medicine, 333 Cedar St, New Haven, CT, 06510, USA.
  • Coutouné N; Laboratório de Genômica e BioEnergia, Departamento de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Cidade Universitária Zeferino Vaz, Campinas, São Paulo, 13083-970, Brazil.
  • José J; Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), CEP 13083-970, Campinas, São Paulo, Brazil.
  • Fiamenghi MB; Laboratório de Genômica e BioEnergia, Departamento de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Cidade Universitária Zeferino Vaz, Campinas, São Paulo, 13083-970, Brazil.
  • Pereira GAG; Laboratório de Genômica e BioEnergia, Departamento de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Cidade Universitária Zeferino Vaz, Campinas, São Paulo, 13083-970, Brazil.
  • Oliveira JVC; Laboratório de Genômica e BioEnergia, Departamento de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Cidade Universitária Zeferino Vaz, Campinas, São Paulo, 13083-970, Brazil.
  • Carazzolle MF; Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), CEP 13083-970, Campinas, São Paulo, Brazil.
FEMS Yeast Res ; 21(1)2021 01 16.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-33417685
ABSTRACT
Ethanol production has key differences between the two largest producing countries of this biofuel, Brazil and the USA, such as feedstock source, sugar concentration and ethanol titers in industrial fermentation. Therefore, it is highly probable that these specificities have led to genome adaptation of the Saccharomyces cerevisiae strains employed in each process to tolerate different environments. In order to identify particular adaptations, in this work, we have compared the genomes of industrial yeast strains widely used to produce ethanol from sugarcane, corn and sweet sorghum, and also two laboratory strains as reference. The genes were predicted and then 4524 single-copy orthologous were selected to build the phylogenetic tree. We found that the geographic location and industrial process were shown as the main evolutionary drivers for sugarcane fermentation, positive selection was identified for metal homeostasis and stress response genes, whereas genes involved in membrane modeling have been connected with corn fermentation. In addition, the corn specialized strain Ethanol Red showed an increased number of copies of MAL31, a gene encoding a maltose transporter. In summary, our work can help to guide new strain chassis selection for engineering strategies, to produce more robust strains for biofuel production and other industrial applications.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Saccharomyces cerevisiae / Microbiologia Industrial / Genoma Fúngico / Etanol Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: FEMS Yeast Res Assunto da revista: MICROBIOLOGIA Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Estados Unidos

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Saccharomyces cerevisiae / Microbiologia Industrial / Genoma Fúngico / Etanol Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: FEMS Yeast Res Assunto da revista: MICROBIOLOGIA Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Estados Unidos