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Novo microrganismo produz enzima de interesse industrial com mais sustentabilidade


A Embrapa Agroenergia (DF) desenvolveu um microrganismo geneticamente modificado que atua como biofábrica capaz de produzir um insumo utilizado nas indústrias de biocombustíveis, alimentos, bebidas, papel e tecidos. Esse insumo, as betaglicosidases, é um grupo de enzimas que atuam na última etapa da degradação da celulose de vegetais como algodão, cana-de-açúcar e eucalipto. O centro de pesquisa depositou pedido de patente da tecnologia, desenvolvida em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande (Furg).


Atualmente, a produção comercial de betaglicosidades é feita principalmente por fungos ou bactérias, que necessitam consumir açúcar ou outra fonte de carbono para crescer. A novidade é que os pesquisadores conseguiram fazer com que essas enzimas sejam produzidas por outro tipo de microrganismo, uma cianobactéria. Isso é vantajoso justamente porque elas não precisam ser “alimentadas” com açúcares. Semelhantes a microalgas, elas são organismos unicelulares aquáticos que combinam características de microrganismos e plantas e realizam fotossíntese. Por isso, precisam apenas de CO2 e luz para crescer e produzir as enzimas.


O chefe de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa Agroenergia, Bruno Brasil, explica que, por não precisarem de açúcares ou outras fontes de carbono orgânico, as biofábricas de enzimas baseadas em cianobactérias possuem vantagens potenciais quanto ao custo de produção e capacidade de escalonamento.


A tecnologia também é capaz de agregar mais sustentabilidade às cadeias produtivas que empregam as enzimas, já que, para crescer, esses organismos capturam CO2 da atmosfera ou de processos produtivos associados. “Poderiam consumir o CO2 que sai das dornas de fermentação de usinas de açúcar e álcool”, exemplifica Brasil. Além disso, por não conterem açúcares, os meios de cultivo das cianobactérias são menos suscetíveis a contaminações que reduzem a produtividade.


Gene amazônico


De olho nessa vantagem da substituição dos fungos por cianobactérias, os pesquisadores depararam-se com o primeiro desafio: não se conhecia, na natureza, espécies capazes de gerar naturalmente quantidades significativas dessas enzimas. Por isso, a equipe dedicou-se logo à modificação genética. Para aumentar a produção de betaglicosidases pela cianobactéria selecionada, o grupo utilizou um gene encontrado na comunidade bacteriana do solo da Floresta Amazônica. Esse gene havia sido identificado anteriormente por outra equipe da Embrapa Agroenergia, que usa técnicas de Biologia Molecular para acessar o DNA de microrganismos mesmo sem cultivá-los em laboratório.


Com esse novo gene sendo expresso, os cientistas conseguiram multiplicar em até oito vezes o volume de betaglicosidase produzido pela cianobactéria. A Embrapa e a Furg trabalham, agora, para aumentar ainda mais essa produtividade. Outra linha de desenvolvimento é a engenharia de enzimas. Com os protocolos de transformação desenvolvidos, a equipe quer fazer com que os microrganismos gerem betaglicosidases com novas propriedades, que potencializem o rendimento industrial.


“A gente pode fazer com que esse microrganismo produza uma molécula ‘engenheirada’ do ponto de vista molecular para que ela seja um produto melhor”, explica o professor Luis Fernando Marins, da Furg.


Mercado em crescimento


O mercado global de enzimas é crescente: estimativas indicam que ele deve atingir a cifra de US$ 5,4 bilhões em 2020. Atualmente, os fabricantes de detergentes são os maiores consumidores desses insumos, que também são muito utilizados na produção de rações, alimentos e bebidas.