La búsqueda de nuevos combustibles y materias primas de origen renovable es imperativa para encontrar alternativas sostenibles al petróleo. Los procesos biológicos mediados por microorganismos, pueden brindar novedosas oportunidades en la búsqueda de nuevas sustancias ya que su materia prima es renovable. Colombia es un país productor de caña de azúcar, la cual es utilizada principalmente para la obtención de azúcar (sacarosa) y etanol de primera generación, cuyos procesos ya están consolidados. Sin embargo, en dicho proceso no se utiliza de manera integral el cultivo de la caña para la producción de etanol, debido que una vez extraídos los jugos se genera como subproducto el bagazo, el cual es una biomasa lignocelulósica rica en polisacáridos como la hemicelulosa y la celulosa, que debido a su alto contenido de azúcares podrían ser aprovechados para la obtención de etanol y otros productos de fermentación con un alto potencial comercial, como por ejemplo el isobutanol. El isobutanol es un alcohol secundario que puede ser utilizado directamente como combustible y mezclado con gasolina para la misma función, también puede ser un precursor de un diverso número de sustancias entre las que se incluyen combustibles más complejos de utilización en aviación. Reconociendo la importancia de desarrollar procesos que involucren el uso de sustratos lignocelulósicos para la producción de etanol y de isobutanol, el grupo de investigación de Procesos Químicos y Bioquímicos de la Universidad Nacional de Colombia, ha venido realizando trabajos al respecto en la ingeniería del proceso y en la obtención de levaduras con mejor desempeño durante la fermentación de los azúcares para la producción de estos alcoholes. En relación con la producción de etanol de segunda generación, se seleccionó una cepa de Saccharomyces cerevisiae (202-3), la cual mostró un alto desempeño en la fermentación de la glucosa contenida en hidrolizados de bagazo de caña de azúcar en la presencia de inhibidores de fermentación. Dicha cepa fue caracterizada a nivel genómico por su alto potencial para su utilización en procesos industriales involucrados con la producción de etanol. Sin embargo, una de las desventajas que tienen las cepas de S. cerevisiae es su incapacidad natural de asimilar de manera eficiente las pentosas contenidas en los hidrolizados, como es el caso de la xilosa. Con respecto a la producción de isobutanol se han aislado y caracterizado cepas nativas de Colombia de S. cerevisiae para determinar su capacidad de producción de isobutanol y etanol, posteriormente la cepa con mayor producción se ha sometido a procesos de mutagénesis y selección, obteniendo hasta el momento una cepa mutante con una capacidad relativamente alta de producción de isobutanol y de etanol carburante tradicional. Teniendo en cuenta el potencial que tienen estas cepas para el desarrollo de procesos, con la presente propuesta de investigación se busca implementar técnicas de transformación genética por recombinación, para mejorar la capacidad de las cepas de S. cerevisiae, con el fin de incrementar la producción de isobutanol durante la fermentación mediante la deleción de genes involucrados con la formación de subproductos asociados a rutas metabólicas competitivas a la producción de esta sustancia. Adicionalmente, se plantea realizar modificaciones genéticas para habilitar a las levaduras para que asimilen pentosas durante la fermentación de hidrolizados lignocelulósicos. Se contempla aportar en la formación de 1 estudiante del Doctorado Interfacultades en Biotecnología (asimilación de xilosa), 1 estudiante de maestría en Ingeniería Química (producción de isobutanol). 2 estudiantes de pregrado realizando su trabajo de grado (generación de levaduras haploides y evaluación del desempeño en fermentación en reactor). 3 estudiantes de pregrado del semillero de investigación (reducción de represión catabólica).