O uso de biocombustíveis é uma alternativa eficaz para combater as mudanças climáticas, mas a maioria dessas opções mais sustentáveis utiliza matérias-primas derivadas de alimentos, como o etanol (da cana-de-açúcar) e o biodiesel (do óleo de soja ou de milho). O uso desses elementos na produção gera alguns problemas, como o encarecimento dos produtos alimentícios de base.
Para resolver essa questão, pesquisadores coreanos propõe substituir os componentes tradicionais do biodiesel por algo que é descartado em excesso na natureza: o papelão. Com a ajuda de uma técnica de edição genética avançada, eles conseguiram transformar açúcares presentes nesse tipo de papel em combustível. O trabalho foi apresentado na revista especializada Global Change Biology: Bioenergy.
Segundo os autores do estudo, existe um grande esforço científico para desenvolver biocombustíveis por meio da conversão da biomassa lignocelulósica, um material obtido em restos de madeira, resíduos de plantas agrícolas e papelão. “Essa biomassa é uma matéria-prima econômica e sustentável que pode ser convertida em combustível por meio do metabolismo microbiano, ou seja, pelo uso de micro-organismos que ajudem em sua transformação química”, explica Sun-Mi Lee, pesquisadora do Centro de Pesquisa de Energia Limpa do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) e uma das autoras do estudo.
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Para atingir o resultado planejado, Lee e sua equipe tiveram que romper uma barreira importante e já conhecida pelos cientistas da área. “O açúcar contido na biomassa lignocelulósica é, geralmente, composto por 65% a 70% de glicose e por 30% a 35% de xilose. Embora os micro-organismos existentes na natureza consigam metabolizar esses dois elementos, eles não se alimentam de xilose, limitando, assim, a produção de combustíveis com base nessa matéria-prima”, explica a autora do estudo.
Para metabolizar os dois açúcares presentes na biomassa lignocelulósica com total eficácia, a equipe utilizou micro-organismos naturais, mas os modificou, em laboratório, para que trabalhassem, especialmente, com a glicose e a xilose. Para isso, utilizaram a técnica chamada Crispr-Cas9, conhecida também como tesoura genética. Por meio dessa tecnologia, é possível cortar genes específicos de uma cadeia genética e “editá-la”.
Assim, os micro-organismos usados na produção do biodiesel passaram a ter como foco principal os elementos que mais interessavam aos cientistas. “A via metabólica que usamos para a produção do biodiesel foi redesenhada com a ajuda das tesouras genéticas. Dessa forma, conseguimos evitar a interferência de enzimas desnecessárias para o processo. A capacidade dos micro-organismos de metabolizar a xilose foi melhorada por meio desse controle”, detalha a cientista.
Efeito estufa
Os resultados foram mais positivos do que o esperado, e a nova forma de produção de biodiesel rendeu o dobro do processo, quando comparado ao feito sem a interferência da edição genética. “Antes disso, nós também fizemos uma seleção para saber qual dos micro-organismos apresentou um desempenho maior na metabolização dos açúcares, o que nos ajudou bastante nos resultados finais”, complementa Lee.
Segundo os cientistas, o trabalho pode contribuir para reduzir os danos provocados ao meio ambiente pela produção de biocombustíveis. “Trata-se de um combustível alternativo eficaz, que pode reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Nós desenvolvemos uma tecnologia básica que pode melhorar a eficiência da produção de biodiesel e, ao mesmo tempo, reduzir o acúmulo do lixo gerado por diversas indústrias”, justifica a autora. “Em um momento como este, quando sentimos as mudanças climáticas em nossos ossos, devido a tufões frequentes e a fenômenos climáticos severos, uma maior oferta de biocombustíveis pode nos dar a esperança de combater esses fenômenos com mais eficácia.”
Eficiência
Hugo Molinari, agrônomo e pesquisador da Embrapa Agroenergia, em Brasília, explica que a proposta coreana é interessante porque torna ainda mais eficiente o processo de produção de combustíveis. “Esses cientistas usaram a técnica Crispr-Cas9 para alterar as vias metabólicas de um micro-organismo, e isso faz com que ele trabalhe melhor com esses açúcares, gerando uma quantidade ainda maior de combustível. Essa ferramenta biotecnológica é essencial para ter maior rendimento, o que é um fator importante na área de produção de biocombustíveis e faz a diferença para muitas empresas”, enfatiza.
Segundo o especialista brasileiro, a mesma tecnologia de edição genética tem sido utilizada para aumentar a produção de biodiesel feito com base em óleos, como o de soja, o de canola e o dendê. “Resultados positivos também vêm sendo obtidos”, relata. Molinari destaca ainda que mais avanços deverão surgir graças ao uso das tesouras genéticas em outras áreas de pesquisa. “Essa edição tem um grande potencial no setor agropecuário. Com ela, podemos desenvolver novas moléculas com características mais promissoras, como plantas mais tolerantes a estresses bióticos, doenças e pragas, por exemplo, e abióticos, como resistência a seca e alagamentos”, ilustra.
Molinari lembra ainda que a Crispr-Cas9 já foi reconhecida como uma técnica ímpar. “Tanto que foi a ganhadora do Nobel de Química. Com certeza, podemos esperar ainda mais avanços científicos obtidos graças ao seu uso. Ela deverá consolidar-se como umas das mais importantes ferramentas na área de pesquisa”, aposta.
Estudo de bactérias
Em outubro passado, as pesquisadoras Emmanuelle Charpentier, da França, e Jennifer Doudna, dos EUA, venceram o Prêmio Nobel de Química pelo desenvolvimento da tecnologia Crispr-Cas9. As cientistas estudavam o DNA de bactérias quando descobriram uma molécula chamada tracRNA, capaz de recortar genes. A partir da descoberta dessa habilidade, a dupla concentrou-se em analisar formas de usar tracRNA para modificar cadeias de DNA. O método de sucesso obtido é, hoje, explorado por profissionais de diferentes áreas.
