Genética impulsiona produção de etanol de segunda geração

Você está aqui:
Grupo de estudos busca tanto deixar a parede celular da cana mais fácil de ser degradada, quanto fazer com que as enzimas de hidrólise atuem nesse processo.(Imagem retirada de http://www.insa.pt/sites/INSA/) Grupo de estudos busca tanto deixar a parede celular da cana mais fácil de ser degradada, quanto fazer com que as enzimas de hidrólise atuem nesse processo.(Imagem retirada de http://www.insa.pt/sites/INSA/)

20/01/2014

Genética impulsiona produção de etanol de segunda geração: Imagem de secção transversal da raíz da cana-de-açúcar mostra a planta se autodegradando. A intenção dos cientistas é reproduzir o mecanismo em outras partes da cana.

Para aumentar a produção de bioetanol no Brasil, sem estender a área de plantio de cana-de-açúcar, pesquisadores do Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Lafieco) do Instituto de Biociências(IB) da Universidade de São Paulo (USP) estão desenvolvendo um modo de a palha e o bagaço da planta também serem aproveitados no processo de fabricação industrial do combustível.

A intenção é obter um procedimento com viabilidade industrial para o chamado etanol de segunda geração, ou seja, o combustível gerado com o que sobra da primeira moagem da cana-de-açúcar. Isso inclui tanto uma reorganização genética da cana-de-açúcar, quanto o desenvolvimento de enzimas que possam extrair o açúcar de sua parede celular com facilidade, para mais combustível ser produzido.

O Lafieco é o laboratório-sede do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do Bioetanol e, por isto, não está sozinho neste projeto de pesquisa. Além dele, mais 32 grupos se propuseram a este desafio, coordenados pelo professor Marcos Silveira Buckeridge, do IB.

O etanol de segunda geração
A ideia é produzir com mais eficiência o etanol de segunda geração. Este processo é mais difícil que o primeiro pois no bagaço e na palha da planta, a celulose é menos acessível, já que é permeada por outros polímeros. Atualmente, para que essa celulose seja usada, o que se faz em laboratório é um pré-tratamento no material, que pode consistir em uma explosão a vapor, no uso de ácido ou de álcali. "Existem várias tentativas para amolecera biomassa. Só que em todos esses casos você acaba perdendo ou degradando parte do material", explica Buckeridge.

Apenas depois do pré-tratamento é que ocorre a chamada hidrólise. Nela, enzimas degradam a celulose para se obter o caldo de açúcares simples que, após fermentação, gera o combustível. Segundo o professor, o problema está na viabilidade para o mercado. "Se a gente fosse levar caminhões de enzima para a indústria, o número de caminhões de enzima seria maior do que o número de caminhões de cana, porque ela é muito diluída e muito cara, então não é viável economicamente", lamenta.

Descobertas
O grupo de estudos busca, então, tanto deixar a parede celular da cana mais fácil de ser degradada, quanto fazer com que as enzimas de hidrólise também atuem nesse processo. Até o momento, os cientistas já conseguiram desvendar a arquitetura da parede celular da planta, descobrindo que a celulose representa apenas 30% dela. Eles também descobriram um mecanismo de degradação que a cana-de-açúcar possui na própria raiz. A intenção agora é programar os genes da planta para que a parede celular de todas as suas partes seja facilmente aberta, além de promover outras melhorias nela, como a resistência a fatores externos. Com esta "supercana", as indústrias poderão até pular a parte do pré-tratamento, barateando a produção do combustível.

Além disto, vários dos microorganismos (fungos e bactérias) que produzem as enzimas e sua genética foram desvendados. O próximo passo, então, é montar um "coquetel enzimático" brasileiro, denominando quais enzimas são capazes de, sozinhas, degradar a parede celular da cana-de-açúcar e tendo o controle também dos genes que as codificam.

O INCT do Bioetanol
Em 2008, o INCT do Bioetanol foi formado com o intuito de gerar informações que permitissem dobrar a produção deste biocombustível no Brasil em 10 anos. Para toda a pesquisa acontecer, o instituto está dividido em 5 núcleos: o Centro de Expressão Gênica e Transformação de cana, o Centro de Fisiologia Vegetal e Biologia Celular, o Centro de Genética e Melhoramento da Cana, o Centro de Prospecção de fungos e engenharia de enzimas e o Centro de Caracterização de Enzimas e Engenharia de Processos.

Fonte: Agência USP