Desenvolvimento de linhagens de Saccharomyces cerevisiae com fenótipo POF (Phenolic Off-Flavor) negativo por edição do gene FDC1 via sistema CRISPR/Cas9

dc.contributor.advisor1Cunha, Anderson Ferreira da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0329741640375661
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3485-5659
dc.contributor.authorCalmanovici, Manuela Leal
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2522830318485531
dc.contributor.refereeBonatto, Diego
dc.contributor.refereeCunha, Marcel Menezes Lyra da
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/2915446717051640
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4491637152133117
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-8679-2448
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-9590-5894
dc.date.accessioned2026-09-16T14:21:18Z
dc.date.issued2025-10-14
dc.description.abstractBeer production relies on alcoholic fermentation carried out by Saccharomyces cerevisiae yeasts, which synthesize primary metabolites and secondary compounds responsible for the beverage’s aroma and flavor. Some of these compounds are volatile phenolics, known as Phenolic Off-Flavor (POF), formed through the decarboxylation of phenolic acids, a process mediated by the genes PAD1 (YDR538W) and FDC1 (YDR539W). The PAD1 gene activates FDC1, which encodes the enzyme feruloyl-CoA decarboxylase (FDC), responsible for catalyzing the conversion of phenolic acids into volatile derivatives, such as 4-vinylguaiacol (4-VG), whose phenolic aroma can be undesirable in certain beer styles. The aim of the present study was to develop POF-negative strains through genetic editing of the FDC1 gene, disrupting the 4-VG metabolic pathway. This goal was achieved by editing two POF-positive strains: WB06, widely used in the brewing industry, and LBGA 287, isolated from ethanol production processes and with potential application in brewing. The strategy employed involved the CRISPR/Cas9 system with a synthetic donor containing nucleotides that introduced an XbaI restriction site into this gene. After transformation, colonies from each strain were selected through molecular tests (PCR and Sanger sequencing) and olfactory sensory analysis, confirming the desired edition and the expected new POF-negative phenotype. Following plasmid removal, beers were produced at a laboratory scale, confirming the sensory characteristics during alcoholic fermentation. These results demonstrated the feasibility of yeast genetic editing to eliminate undesirable phenolic compounds, contributing to the production of beer with controlled aroma and improved sensory consistency. Thus, it was possible to generate POF-negative yeasts through FDC1 gene editing.eng
dc.description.resumoA produção de cerveja depende da fermentação alcoólica conduzida por leveduras Saccharomyces cerevisiae, que sintetizam metabólitos primários e compostos secundários, responsáveis pelo aroma e sabor da bebida. Alguns desses compostos são fenólicos voláteis, conhecidos como Phenolic Off-Flavor (POF), e são formados a partir da descarboxilação de ácidos fenólicos, processo mediado pelos genes PAD1 (YDR538W) e FDC1 (YDR539W). O gene PAD1 atua na ativação de FDC1, responsável pela codificação da enzima feruloil-CoA descarboxilase (FDC), que catalisa a conversão de ácidos fenólicos em derivados voláteis, como o 4-vinilguaiacol (4-VG), cujo aroma fenólico pode ser indesejável em determinados estilos cervejeiros. O presente estudo teve como objetivo desenvolver linhagens POF negativas por meio da edição genética do gene FDC1, interrompendo a via metabólica do 4-VG. Tal objetivo foi alcançado pela edição de duas cepas POF positivas, WB06, amplamente utilizada na indústria cervejeira, e LBGA 287, isolada de processos de produção de etanol e com potencial de aplicação na indústria cervejeira. A estratégia adotada envolveu o uso do sistema CRISPR/Cas9 com doador sintético contendo nucleotídeos que inseriram o sítio de restrição XBaI neste gene. Após a transformação, colônias de cada linhagem foram selecionadas por meio de testes moleculares (PCR e sequenciamento de Sanger) e sensorial olfativo nos quais foi comprovada a edição desejada e o novo fenótipo esperado POF negativo. Após a remoção do plasmídeo foram produzidas cervejas em escala laboratorial em que se confirmaram as características sensoriais durante a fermentação alcoólica, demonstrando a viabilidade da edição genética de leveduras para eliminar compostos fenólicos indesejados e contribuindo para a produção de cervejas com aroma controlado e maior consistência sensorial, logo, foi possível produzir leveduras POF negativas a partir da edição do gene FDC1.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationCALMANOVICI, Manuela Leal. Desenvolvimento de linhagens de Saccharomyces cerevisiae com fenótipo POF (Phenolic Off-Flavor) negativo por edição do gene FDC1 via sistema CRISPR/Cas9. 2025. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24711.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24711
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectSaccharomyces cerevisiaepor
dc.subjectPhenolic Off -Flavoreng
dc.subjectProdução de cervejapor
dc.subjectEdiçãopor
dc.subjectBeer productioneng
dc.subjectGene editingeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleDesenvolvimento de linhagens de Saccharomyces cerevisiae com fenótipo POF (Phenolic Off-Flavor) negativo por edição do gene FDC1 via sistema CRISPR/Cas9por
dc.title.alternativeDevelopment of Saccharomyces cerevisiae strains with a POF-negative (Phenolic Off-Flavor) phenotype through FDC1 gene editing using the CRISPR/Cas9 systemeng
dc.typeDissertação

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
dissertação_Manuela_Leal_Calmanovici_2025.pdf
Tamanho:
1.07 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format