A análise do genoma de um fungo, campeão na degradação de biomassa, revelou um pequeno conjunto de genes associados à quebra das paredes celulares de plantas. Os dados realçam enzimas que podem ser personalizadas para a produção de combustíveis biológicos. Os resultados do trabalho foram publicados na Nature Biotechnology, por uma equipe que inclui membros acadêmicos, industriais e do governo norte-americano. O projeto foi conduzido pelo Ministério de Energia dos EUA e pelo Laboratório Nacional Los Alamos. A descoberta do Trichoderma reesei, alvo da análise publicada, data da segunda guerra mundial, quando foi identificado como o responsável pela deterioração de equipamentos e de barracas militares no Pacífico Sul. Essa espécie de fungo rendeu variações para aplicações industriais em larga escala e, hoje, as estirpes utilizadas são consideradas uma abundante fonte de enzimas, particularmente celulases e hemicelulases, exploradas para catalisar a decomposição de paredes celulares em plantas e, por conseguinte, gerar produção de combustíveis biológicos a partir de lignocelulose.A informação gerada pelo genoma do T. reesei torna a pesquisa mais rápida no aperfeiçoamento das variações das estirpes do fungo e na redução do elevado custo da conversão de lignocelulose em açúcares fermentáveis. Melhorando esse cocktail de enzimas de T. reseei e de outros fungos similares industriais, permitir-se-á uma conversão mais econômica da biomassa de inúmeros materiais como gramas, madeira de árvores, resíduos da agricultura (gerados da colheita), desperdício municipal, entre outros. Com esses avanços, os pesquisadores esperam criar um mercado energético paralelo ao do petróleo e derivados. A redução da emissão de poluentes para a atmosfera será uma das características positivas desse tipo de energia alternativa.Por séculos, a civilização tem gerido sua subsistência a partir de fontes baratas e abundantes, como os combustíveis fósseis, conduzindo a sociedade à ampla diversidade dos produtos sintetizados do petróleo. Com essa atenuada dependência do petróleo, o século XXI sinaliza uma mudança para a biotecnologia “branca”, aproveitando os processos metabólicos de microorganismos para armazenar energia. Os pesquisadores compararam o genoma do T. reesei, composto por 34 milhões de nucleotídeos, com o de 13 fungos previamente caracterizados. Apesar de sua reputação como um importante decompositor de polissacarídeos da planta, o T. reesei apresentou o menor conjunto de genes, ao contrário do que os pesquisadores supunham - fato curioso tendo em vista a sua maquinaria eficiente.O estudo também mostra um ancestral comum com o fungo conhecido como “fermento de padeiro”. Mesmo com poucas divergências quanto à maquinaria de ambos, a forma como T. reesei processa a clivagem de algumas ligações o torna único e especial. Na análise comparativa entre o T. reesei e outros fungos, a equipe observou a aglomeração de genes carboidrato ativos que sugeriram um papel biológico específico: a degradação dos polissacarídeos. O seqüênciamento do genoma Trichoderma reesei merece destaque no meio científico por ser considerado uma etapa importante na utilização de substâncias renováveis, ao produzir combustíveis e produtos químicos não poluentes.
Fonte: Biotec-AHG

Escrito por: Décio Luiz Gazzoni*
Será possível produzir óleos vegetais que substituam o petróleo como combustível,
nos usos industriais, ou na farmacologia? Cientistas americanos estão buscando na
biotecnologia as respostas para esta pergunta. Um dos grupos que estudam o
assunto pertence ao Departamento de Agricultura norte-americano. Quem lidera as
pesquisas são o químico John Dyer e o geneticista vegetal Jay Shockey. O primeiro
desafio sobre o qual se debruçaram foi entender por que determinadas plantas,
como um arbusto chamado tungue, produzem óleos que não são encontrados em
outras espécies vegetais. Decifrar este mistério, escondido no código genético,
permitirá que se introduzam em outras plantas a capacidade de produzir os tipos de
óleo que a sociedade necessitar.
As plantas oleaginosas (ricas em óleos) estão entre as principais commodities agrícolas negociadas no comércio internacional. Em 2006, mais de 400 milhões de
toneladas de oleaginosas foram produzidas no mundo. A maioria dos óleos —
extraídos da soja, algodão, amendoim ou dendê — são produzidos para fins
nutricionais. Nessa área, as plantas poderiam ser alteradas para possuir teor
aumentado de ácidos graxos importantes para a saúde humana, como o ômega 3,
presente nos peixes: bons para o coração, o cérebro e os olhos. O trabalho de Dyer
e Shockey pode permitir, por exemplo, que a sociedade disponha deste benefício.
Mas é preciso lembrar que a indústria química atual é baseada no petróleo, produto
que hoje está associado a impactos ambientais, preços em ascensão e
esgotamento das reservas. Logo, há um grande potencial para os óleos vegetais,
que são quimicamente semelhantes ao petróleo cru, tornarem-se matéria-prima
para tintas, revestimentos, plásticos, fármacos ou combustíveis. Alguns óleos
importantes do ponto de vista industrial são produzidos em pequenas quantidades
pelas plantas. Em outros casos, as plantas que os produzem são de cultivo muito
difícil e de baixa produtividade.
Tomemos o caso da planta de tungue, que produz o ácido eleosteárico, um tipo de
óleo muito raro. Este ácido possui propriedades industriais interessantes, em
especial na aceleração da secagem de tintas a óleo. O ácido confere à pintura
características desejáveis de durabilidade e resistência à umidade, tanto em
superfícies de madeira quanto em plásticos. Se fossem usados óleos comuns para
esta finalidade, a tinta não seria absorvida pela madeira, nem secaria a contento,
resultando em uma pintura de baixa qualidade. Mas é muito difícil produzir tungue,
um arbusto sobre o qual pouco se conhece. A saída, então, pode ser produzir o
mesmo ácido em plantas que os agrônomos conhecem bem e que os agricultores
estão acostumados a cultivar, mas que hoje não são capazes de gerar esse óleo.
Para atingir este objetivo, os cientistas introduziram os genes que determinam a
produção do ácido eleosteárico na planta-modelo Arabidopsis, que pertence à
família da mostarda. Agora eles estudam os caminhos bioquímicos que fazem com
que a planta fabrique este óleo. O que Dyer e Shockey já sabem é que os genes
são responsáveis por ordenar à planta que produza determinadas enzimas, que por
sua vez fazem funcionar o mecanismo de produção e estocagem de óleo nas
células. Uma vez entendidos os pormenores do mecanismo, será fácil não apenas
produzir o ácido eleosteárico em plantas de fácil cultivo – como a soja – bem como
usar a mesma técnica para aumentar a produção de outros óleos, igualmente
demandados pela sociedade, e que sejam de difícil produção.
A pesquisa já deu passos largos, especialmente com a identificação da provável
família de enzimas responsável pelo elevado teor de ácido eleosteárico nas
sementes de tungue. Agora, os pesquisadores precisam identificar exatamente o
que faz cada enzima da família, para associá-las com o tipo de ácido graxo que se
pretende produzir. Depois de entender a atividade da enzima, será necessário
identificar o gene que a produz. A partir daí, os cientistas poderão transferir os
genes para outras plantas, de fácil cultivo, que atuarão como verdadeiras usinas
para produzir os ácidos graxos que a sociedade demandar. Além disso, os
cientistas podem aumentar a quantidade de óleo que uma planta produz.
Se este caminho for trilhado até o final, os cientistas terão descoberto uma fórmula
para tornar o século XXI progressivamente independente do petróleo e de seus
impactos ambientais e toxicológicos negativos. Este é o rumo para uma nova
economia, baseada em produtos naturais e renováveis. Enfim, uma economia
firmada em bioprodutos ao invés de insumos petroquímicos.
*Décio Gazzoni é engenheiro agrônomo, membro do Conselho de Informações sobre
Biotecnologia (CIB) e do Painel Cientifico Internacional de Energia Renovável do Conselho
Internacional de Ciências (ICSU).

Uma equipe composta por pesquisadores japoneses e chineses encontrou e isolou a bactéria AW4, do gênero Halomonas sp, a partir de uma espécie de alga chamada wakame (Undaria pinnatifida). A wakame habita o mar perto da ilha de Awaji, no Japão. A equipe era composta pelo pesquisador Jingchun Tang, da Faculdade de Ciências Ambientais e de Engenharia, da Universidade de Nankai, China, e pelo Grupo Shinichi Nagata de Bioquímica Ambiental, Japão. Os resultados das pesquisas foram publicados no International Journal of Biotechnology.Os pesquisadores fizeram a identificação do gênero, ao qual a bactéria pertence, através da análise do gene 16S, do DNAr (DNA ribossomal) que regula o início da amplificação e da transcrição. O DNAr, que é uma seqüência codificada do DNA, contém segmentos transcritos e não transcritos. A bactéria isolada pelos pesquisadores mostrou grande capacidade e eficiência no processo de degradação e compostagem da wakame. Os pesquisadores constataram que as bactérias realizaram a compostagem da alga em um período curto de tempo, e, mesmo estando em um meio com alta salinidade, as bactérias tiveram um bom crescimento. A degradação da matéria orgânica da alga foi bastaste significativa e ocorreu em um curto espaço de tempo. De todos os componentes orgânicos da alga degradados, o que mais chamou a atenção dos pesquisadores foi a degradação do alginato (um tipo de polissacarídeo) em oligossacarídeos. O processo de degradação dos compostos orgânicos e a compostagem das algas podem ser muito úteis, pois esses dois processos disponibilizam elementos que podem ser utilizados como fertilizantes agrícolas. Essa característica pode ser comprovada pelos pesquisadores, ao constatarem a boa germinação da Brassica campestris L. (Nabo). Outro aspecto importante da compostagem é a possibilidade de reciclagem de poluentes orgânicos na zona costeira onde as algas são cultivadas. Essa pesquisa tem como objetivo principal ajudar a solucionar os diversos problemas ambientais que vêm surgindo, tanto nas zonas costeiras quanto em mar aberto. Para que o ambiente contaminado retorne a sua condição original, por meio de um processo conhecido como biorremediação, são utilizados seres vivos tais como microorganismos, fungos e algas verdes.Os japoneses e coreanos vêm cultivando a wakame por centenas de anos para o uso, principalmente na culinária. No entanto, o cultivo dessa alga pode trazer alguns riscos de contaminação da água por metais pesados e nutrientes. Sendo assim, o processo de compostagem é importante tanto no aspecto de reciclagem de substâncias orgânicas como o C, N e o P, quanto na degradação da wakame. O processo de compostagem constitui um conjunto de técnicas que são utilizadas para controlar a decomposição de materiais orgânicos. Esse processo tem como objetivo obter, em um curto espaço de tempo, um material estável e rico em nutrientes minerais, que, em comparação com o material original, apresente características físicas, químicas e biológicas de alto valor.
fonte: Biotec - AHG