Este trabalho tem como finalidade estudar as melhores condições do cultivo da microalga Chlamydomonas reindhartii geneticamente modificada para a produção da proteína fluorescente mCherry a partir do estudo dos macronutrientes contidos no meio de cultivo. A proteína mCherry possui a vantagem de ser facilmente detectada no meio de cultivo por espectofotometria convencional, convertendo-se, desta forma, em uma molécula interessante para o estudo como modelo de expressão. Inicialmente, foram estudadas três diferentes fontes de nitrogênio para avaliar a expressão da proteína recombinante. Os resultados indicaram que a melhor fonte de nitrogênio para a produção da mCherry foi o NH4NO3. Em seguida, para avaliar os efeitos gerados pelos macronutrientes (acetato, cloreto de cálcio, sultato de magnésio, nitrato de amônio e fostato total) contidos no meio de cultivo TAP, foi realizado um planejamento composto central 25, em cultivos em microplacas, sendo os resultados avaliados por regressão multivariada. Além disso, a análise realizada por regressão multivariada indicou que, dos níveis avaliados das variáveis, as condições que melhor atendem à otimização da produção de mCherry e crescimento celular são: acetato, 33,35 mM; cloreto de cálcio, 0,45 mM; sulfato de magnésio, 0,83 mM; nitrato de amônio, 10,31 mM; fosfato total, 1,96 mM. Essas condições foram escolhidas para cultivo em fotobiorreator tubular, onde foi obtido título de fluorescência de mCherry a 608 nm de 59209 UF, correspondendo a um aumento de 118,5% maior que o título de fluorescência obtido com uso de meio TAP padrão. Com a finalidade de seguir com os processos de produção foi disenhado um biorreator tipo coluna e foi reaizado um estudio de produção em sistema semicontinuo. Os resultados obtidos demostraram que o sistema semicontinuo aumento 2,6 veces a produtividade da biomassa. / This work aims to study the best conditions of the cultivation of the microalgae Chlamydomonas reindhartii genetically modified for the production of the fluorescent protein mCherry from the study of the macronutrients contained in the culture medium. The mCherry protein has the advantage of being easily detected in the culture medium by conventional spectrophotometry, thus becoming an interesting molecule for the study as an expression model. Initially, three different nitrogen sources were studied to evaluate the expression of the recombinant protein. The results indicated that the best source of nitrogen for the production of mCherry was NH4NO3. Then, to evaluate the effects generated by macronutrients (acetate, calcium chloride, magnesium sulphate, ammonium nitrate and total phosphate) contained in the TAP culture medium, a central composite 25 was carried out in cultures on microplates, Results evaluated by multivariate regression. In addition, multivariate regression analysis indicated that, from the evaluated levels of the variables, the conditions that best serve the optimization of mCherry production and cell growth are: acetate, 33.35 mM; Calcium chloride, 0.45 mM; Magnesium sulfate, 0.83 mM; 10.31 mM ammonium nitrate; Total phosphate, 1.96 mM. These conditions were chosen for cultivation in tubular photobioreactor where fluorescence titre of mCherry at 608 nm of 59209 UF was obtained, corresponding to an increase of 118.5% greater than the titer of fluorescence obtained using standard TAP medium. In order to follow the production processes, a column type bioreactor was designed and a production study was carried out in a semicontinuous system. The results showed that the semicontinuous system increased 2.6 times the productivity of the biomass.

Este trabalho tem como finalidade estudar as melhores condições do cultivo da microalga Chlamydomonas reindhartii geneticamente modificada para a produção da proteína fluorescente mCherry a partir do estudo dos macronutrientes contidos no meio de cultivo. A proteína mCherry possui a vantagem de ser facilmente detectada no meio de cultivo por espectofotometria convencional, convertendo-se, desta forma, em uma molécula interessante para o estudo como modelo de expressão. Inicialmente, foram estudadas três diferentes fontes de nitrogênio para avaliar a expressão da proteína recombinante. Os resultados indicaram que a melhor fonte de nitrogênio para a produção da mCherry foi o NH4NO3. Em seguida, para avaliar os efeitos gerados pelos macronutrientes (acetato, cloreto de cálcio, sultato de magnésio, nitrato de amônio e fostato total) contidos no meio de cultivo TAP, foi realizado um planejamento composto central 25, em cultivos em microplacas, sendo os resultados avaliados por regressão multivariada. Além disso, a análise realizada por regressão multivariada indicou que, dos níveis avaliados das variáveis, as condições que melhor atendem à otimização da produção de mCherry e crescimento celular são: acetato, 33,35 mM; cloreto de cálcio, 0,45 mM; sulfato de magnésio, 0,83 mM; nitrato de amônio, 10,31 mM; fosfato total, 1,96 mM. Essas condições foram escolhidas para cultivo em fotobiorreator tubular, onde foi obtido título de fluorescência de mCherry a 608 nm de 59209 UF, correspondendo a um aumento de 118,5% maior que o título de fluorescência obtido com uso de meio TAP padrão. Com a finalidade de seguir com os processos de produção foi disenhado um biorreator tipo coluna e foi reaizado um estudio de produção em sistema semicontinuo. Os resultados obtidos demostraram que o sistema semicontinuo aumento 2,6 veces a produtividade da biomassa. / This work aims to study the best conditions of the cultivation of the microalgae Chlamydomonas reindhartii genetically modified for the production of the fluorescent protein mCherry from the study of the macronutrients contained in the culture medium. The mCherry protein has the advantage of being easily detected in the culture medium by conventional spectrophotometry, thus becoming an interesting molecule for the study as an expression model. Initially, three different nitrogen sources were studied to evaluate the expression of the recombinant protein. The results indicated that the best source of nitrogen for the production of mCherry was NH4NO3. Then, to evaluate the effects generated by macronutrients (acetate, calcium chloride, magnesium sulphate, ammonium nitrate and total phosphate) contained in the TAP culture medium, a central composite 25 was carried out in cultures on microplates, Results evaluated by multivariate regression. In addition, multivariate regression analysis indicated that, from the evaluated levels of the variables, the conditions that best serve the optimization of mCherry production and cell growth are: acetate, 33.35 mM; Calcium chloride, 0.45 mM; Magnesium sulfate, 0.83 mM; 10.31 mM ammonium nitrate; Total phosphate, 1.96 mM. These conditions were chosen for cultivation in tubular photobioreactor where fluorescence titre of mCherry at 608 nm of 59209 UF was obtained, corresponding to an increase of 118.5% greater than the titer of fluorescence obtained using standard TAP medium. In order to follow the production processes, a column type bioreactor was designed and a production study was carried out in a semicontinuous system. The results showed that the semicontinuous system increased 2.6 times the productivity of the biomass.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-11T23:43:24Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ FRANCIRALDO DE LIMA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 11638647 bytes, checksum: edab69542eea5017c7786eea5cef2ded (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T23:43:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ FRANCIRALDO DE LIMA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 11638647 bytes, checksum: edab69542eea5017c7786eea5cef2ded (MD5) Previous issue date: 2016-08 / As microalgas produzem quantidades elevadas de compostos, principalmente lipídeos e açúcares. Quando essas são submetidas a variações de nutrientes podem elevar consideravelmente a concentração desses compostos, os quais são empregados para a produção de alimentos, biocombustíveis, cosméticos e componentes farmacêuticos. Esta pesquisa objetivou realizar o cultivo da microalga Chlorella sp., em fotobiorreator aberto de campo com diferentes concentrações de nutrientes, em seis tratamentos distintos (TC, T1, T2, T3, T4 e T5), secar as biomassas dos diferentes tratamentos e caracterizá-las quanto aos parâmetros físicos, químicos e físicos-químicos, como também construir suas isotermas de adsorção de umidade a 25ºC. A estirpe utilizada neste trabalho foi isolada da barragem da Conceição, localizada na Fazenda Tamanduá, Santa Teresinha, PB, e o meio utilizado foi meio MC. (Medium Chlorella ellipsodea). As características da microalga durante 16 dias de cultivo foram avaliadas com relação ao crescimento celular (peso úmido e peso seco), teor de lipídeos e açúcares totais. De acordo com os resultados verificou-se que a maior produção de biomassa daChlorella sp. em termos de peso seco, foi alcançada nos tratamentos TC, T1, T2 e T5 no 10º dia de cultivo e que com a redução nos tratamentos das concentrações de nitrogênio, fósforo, potássio e ferro houve aumento da síntese de lipídeos; para os tratamentos T3 e T4 o maior peso seco foi atingido no 12º e 16º dias de cultivo, respectivamente. A redução nas concentrações dos elementos nitrogênio, fósforo, potássio e ferro não favoreceru o aumento da produção dos minerais, proteínas, clorofila e feofitina. Os modelos de GAB, Peleg e Oswin podem ser usados para estimar as isotermas de adsorção de umidade, a 25ºC, da Chlorella sp. secas de todos os tratamentos,e foram classificadas como tipo II (TC, T1 e T5) e tipo III (T2, T3 e T4). Diante dos resultados constatou-se que a produção da biomassa da Chlorella sp. apresenta grande potencial de aplicação industrial para a produção de lipídeos e carboidratos com menores concentrações de NPK e ferro, que são os elementos de maior custo na produção de biomassa para aplicações nas áreas de alimentos e energia. / Microalgae produce high amounts of the compounds, mainly lipids and sugars. When these are subjected to nutrient variations can greatly increase the concentration of these compounds, which are used for food production, biofuel, cosmetic and pharmaceutical components. This research aimed to carry out the cultivation of icroalgae Chlorella sp.,Open photobioreactor field with different concentrations of nutrients in six different treatments (TC, T1, T2, T3, T4 and T5), dry biomasses of different treatments and character- them as to the physical, chemical and physical-chemical parameters, but also build their moisture adsorption isotherms at 25 ° C. The strain used in this study was isolated from the Conception dam, located in Tamanduá Farm, Santa Teresinha, PB, and the medium was medium MC. (Medium Chlorella ellipsodea). The microalgae features for 16 days of culture were evaluated with respect to cell growth (wet weight, dry weight), lipid content and total sugars. According to the results it was found that the higher biomass Chlorella sp. in terms of dry weight was achieved in the TC treatment, T1, T2 and T5 on the 10th day of culture and treatments with the reduction in the concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium and iron was increased lipid synthesis; for treatments T3 and T4 the highest dry weight was achieved in the 12th and 16th day of cultivation, respectively. The reduction in the concentrations of the elements nitrogen, phosphorus, potassium and iron did not favor increased production of minerals, proteins, chlorophyll and pheophytin. The models of GAB, Oswin Peleg and can be used to estimate the moisture adsorption isotherms at 25 ° C, the Chlorella sp. dry all treatments and were classified as Type II(CT, T1 and T5) and type III (T2, T3 and T4). From the results it was found that the production of biomass Chlorella sp. It has great potential forindustrial application for the production of lipids and carbohydrates with lower NPK and ironconcentrations, which are the largest cost component in the production of biomass for applications in the areas of food and energy.