Saccharomyces Cerevisiae ile birinci ve ikinci kuşak biyoetanol üretiminin sistem bazlı akılcı bir yaklaşımla iyileştirilmesi

Sürekli olarak artan enerji tüketimi, enerji talebini karşılayabilmek için fosil yakıtlara olan bağımlılık ve petrol ekonomisindeki kararsızlık yenilenebilir enerji kullanımını gerektirmektedir. Kara taşımacılığında yakıt olarak kullanılabilme özelliği nedeni ile etanol büyük ölçüde ilgi çekmektedir. Etanol üretiminde tercih edilen mikrobiyal hücre fabrikaları Saccharomyces cerevisiae?dır. Günümüzde endüstriyel biyoteknoloji alanındaki en büyük fermentasyon süreci maya ile biyoetanol üretimidir ve bu prosesin iyileştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. İyileştirmeler ancak endüstriyel ölçekte etanol üretiminde kullanılabilecek optimize hücre fabrikalarının tasarımıyla mümkündür. Ayrıca, verimli ve uygun maliyetli proseslerde kullanılabilecek sürdürülebilir hammaddelerin belirlenmesi endüstriyel açıdan önemini korumaktadır. Bu tezin amacı, S. cerevisiae ile birinci ve ikinci kuşak biyoetanol üretimini arttıracak yeni stratejiler geliştirmektir. Bu amaçla, ilk olarak beş endüstriyel S. cerevisiae suşunun, etanol üretim proseslerinde kullanılabilecek yeni suşlar geliştirmek için uygunlukları değerlendirilmiştir. Ayrıca bu suşların, gıda endüstrisinin yan ürünlerini kullanarak etanol üretebilme kapasiteleri araştırılmıştır. Daha sonra çalışmalar endüstriyel etanol üretim süreçlerinde maya hücrelerini etkileyen temel stres olan etanol stresine odaklanmıştır. Etanole toleranslı maya suşlarının akılcı tasarımı için hedef genlerin belirlenmesi amacıyla ağyapı bazlı bir yaklaşım geliştirimiş ve mayada etanol toleransıyla bağlantılı moleküler mekanizmaların aydınlatılmasında transkriptom düzeyindeki sistem bazlı bilgi kullanılmıştır. Son olarak, yabanıl tip maya hücrelerine nişasta kullanabilme yetisi kazandıran genetik değişikliğin etkisini anlamak amacıyla genetik yapısı değiştirilmiş S. cerevisiae suşunun gen anlatımları incelenmiştir. Bu çalışma sistem bazlı yaklaşımların biyoetanol üretim süreçlerinde oluşan değişimleri anlama ve geliştirmede güçlü bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.