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Biólogos investigam produção do etanol de celulose

Quando se formou em biologia 20 anos atrás, Alexandre Rosado não imaginava que um dia daria entrevistas sobre o futuro energético do planeta. Naquela época, o aquecimento global era quase um mito, o preço do petróleo não chegava nem perto dos US$ 100 o barril e o programa de álcool brasileiro parecia sem futuro. Agora, a história é outra.

A “redescoberta” do etanol e a busca por novas fontes de energia renovável a partir de plantas está transformando completamente o cenário científico da indústria de combustíveis. O líquido energético que antes precisava ser extraído de rochas profundas agora é plantado na superfície, colhido, e plantado de novo. Em vez de brocas, sonares e capacetes, os especialistas agora usam pinças, microscópios e jalecos brancos. As plataformas de petróleo viraram colheitadeiras. A geologia cedeu lugar à biologia. E Alexandre Rosado ganhou uma nova função.

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Enquanto a Petrobrás anuncia a descoberta de reservas petrolíferas milhares de metros abaixo da superfície, ele e outros biólogos ao redor do mundo vasculham o intestino de peixes, vacas e cupins a procura de micróbios capazes de digerir celulose e produzir os biocombustíveis do futuro. “É um momento muito interessante, a área está super quente”, diz Rosado, professor há dez anos do Instituto de Microbiologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e chefe do Laboratório de Ecologia Microbiana Molecular.

Mais especificamente, os cientistas estão à caça de enzimas com ação celulolítica – ou seja, capazes de quebrar as moléculas longas e duras de celulose em moléculas menores e mais “digeríveis” (do ponto de vista de uma levedura), que possam ser aproveitadas nos processos clássicos de fermentação para produção de etanol. E não há lugar melhor para isso do que o intestino de animais herbívoros, fundos de lagos e outros ambientes exóticos onde matéria vegetal é naturalmente degradada

A falta dessas enzimas, chamadas celulases, é um dos principais entraves à produção de etanol de celulose. “As enzimas que temos hoje são muito ineficientes e caras”, explica Paulo Arruda, biólogo molecular da empresa Alellyx, de Campinas. “Precisamos digerir mais bagaço com menos enzima.”

Os especialistas em produzir celulases na natureza são microrganismos. Na UFRJ, os cientistas estudam o arsenal enzimático de micróbios que vivem no intestino de peixes cascudos da mata atlântica. Dentre as centenas de bactérias identificadas, duas novas espécies já foram isoladas e caracterizadas. “São tipos tão diferentes que talvez sejam até gêneros novos”, diz Rosado, que orienta a pesquisa em parceria com a cientista Elba Bon, do Instituto de Química. O trabalho compõe a tese de mestrado do aluno André Castro.

Outro projeto do laboratório é o estudo de comunidades microbianas da água de bromélias – aquelas “piscininhas” que se formam na base das folhas e estão recheadas com microrganismos. Cerca de 500 espécies já foram isoladas e 80%, segundo Rosado, têm ação celulolítica. “A motivação inicial era apenas estudar a biodiversidade microbiana desses ambientes. Quando vimos o potencial que isso tinha para os biocombustíveis, porém, iniciamos a busca por enzimas também”, conta o cientista.

Ele exalta o potencial biotecnológico da biodiversidade brasileira: “Temos reservatórios enormes de genes, enzimas e microrganismos que não são explorados”, diz.

CUPINS

Nos EUA, um dos líderes nessa área é o microbiólogo Jared Leadbetter, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), que trabalha em parceria com a empresa Verenium. Em 2007, ele e vários cientistas da empresa publicaram na revista Nature Biotechnology uma análise de genes e proteínas de bactérias do intestino de cupins. Os insetos foram coletados na Costa Rica, com autorização do governo e participação de cientistas locais, que também assinam o estudo.

A escolha faz sentido: se o objetivo é digerir biomassa, ninguém sabe fazer isso melhor do que um cupim. O intestino do inseto está recheado de bactérias e outros micróbios que secretam celulases. Os cientistas querem isolar essas enzimas e testá-las na produção de etanol. E depois, quem sabe, isolar os genes responsáveis pelas enzimas e transferi-los para outros microrganismos que possam ser incorporados ao processo produtivo

“Não há dúvida de que a solução para os biocombustíveis está nos micróbios”, disse Leadbetter ao Estado. “É neles que vamos encontrar o software que precisamos para fazer o etanol de celulose funcionar.”

Entender como funciona esse software genético, porém, não será fácil. O mais provável, diz Leadbetter, é que milhares de genes e enzimas participem do processo. “Todos os resultados indicam que se trata de sistema muito complexo”, diz. A “receita mágica”, portanto, deverá ser um coquetel de enzimas selecionadas de vários organismos e misturadas sob medida para cada tipo de biomassa.

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