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LEVEDURAS PROGRAMADAS PARA CONVERTEREM AÇÚCARES VEGETAIS EM ÓLEOS

LEVEDURAS PROGRAMADAS PARA CONVERTEREM AÇÚCARES VEGETAIS EM ÓLEOS

Edição Vol. 4, N. 6, 23 de Fevereiro de 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2017.02.23.002

Processos como respiração, consumo de açúcares, produção de energia estão intimamente ligados pelas vias metabólicas. Se modificarmos essas, produtos complexos podem ser gerados a um custo reduzido e sem poluir o meio ambiente. E foi pela engenharia genética que engenheiros do MIT foram capazes de alterar as vias metabólicas da levedura e fazer com que estas fossem capazes de converter açúcares de plantas em óleos. Um bom material para combustão que pode ser utilizado no lugar de combustíveis fósseis, como o diesel.

Para variar a ciência básica está gerando novas riquezas e mercados multibilionários para as nações que investem em Ciências, Tecnologia e Inovações! Enquanto isso, nosso país teima em retirar verbas desta área estratégica para financiar as fanfarras dos congressistas e lobistas. Pior é quem acha que são somente os governantes que fazem isso. Até onde as FAPs são coordenadas por lobistas de partidos corruptos também fazem isso. Tirando verba de projetos inovadores para alimentar pseudocientistas. Agora, uma inovação a partir de uma pesquisa básica que transformará a produção do biodiesel e diesel fóssil em todo o mundo. Já imaginou quanto essa CT&I gerará para aquela Nação? Então, veja abaixo como se faz com uma boa educação!

Os engenheiros do MIT reprogramam geneticamente uma cepa de levedura para que ela converta os açúcares em gorduras muito mais eficientemente, um avanço que poderia tornar possível a produção renovável de combustíveis de alta energia, como o diesel.

Os pesquisadores, liderados pelo Dr Gregory Stephanopoulos, professor Willard Henry Dow de engenharia química e biotecnologia no MIT, modificaram as vias metabólicas de leveduras que produzem naturalmente grandes quantidades de lipídios, tornando-as cerca de 70% mais eficientes (1).

Eles religaram o metabolismo desses micróbios para torná-los capazes de produzirem óleos com rendimentos maiores.

leveduras-programadas 

Figura: Diesel renovável. O diesel é o combustível preferido devido à sua alta densidade de energia e à alta eficiência dos motores que funcionam com diesel. O problema com o diesel é que até agora ele é inteiramente feito a partir de combustíveis fósseis. Figura: Jose-Luis Olivares / MIT

Esta atualização poderia tornar a produção de combustíveis renováveis de alta energia economicamente viável, e a equipe do MIT está agora trabalhando em melhorias adicionais que ajudariam a chegar ainda mais perto desse objetivo.

O que fizeram é alcançar cerca de 75% do potencial desse fermento, e há 25% a mais que serão objeto de um trabalho de acompanhamento (1).

COMBUSTÍVEIS DE ALTA ENERGIA

Combustíveis renováveis, como o etanol produzido a partir do milho, muito comum nos EUA, e a partir da cana-de-açúcar, no Brasil, são úteis como aditivos da gasolina para carros pequenos, mas para veículos grandes, como aviões, caminhões e navios, são necessários combustíveis mais potentes, como o diesel.

O diesel é o combustível preferido devido à sua alta densidade de energia e à alta eficiência dos motores que funcionam com diesel. O problema com o diesel é que ele, até agora, é inteiramente feito a partir de combustíveis fósseis, um grande gerador de poluição. É só lembrar das fumaças pretas que saem dos escapamentos de caminhões e ônibus de nossas cidades.

Esforços para desenvolver motores que funcionam com biodiesel feito a partir de óleos de alimentos tiveram algum sucesso, mas óleo de cozinha é uma fonte de combustível relativamente escasso e caro. Amidos como a cana de açúcar e milho são mais baratos e mais abundantes, mas esses carboidratos devem primeiro ser convertidos em lipídios, que podem então ser transformados em combustíveis de alta densidade, como o diesel.

Para conseguir isso, o professor Stephanopoulos e seus colegas começaram a trabalhar com uma levedura conhecida como Yarrowia lipolytica, que naturalmente produz grandes quantidades de lipídios. Eles se concentraram em utilizar totalmente os elétrons gerados a partir da quebra da glicose. Para conseguir isso, eles transformaram Yarrowia com vias sintéticas que convertem o NADH excedente, um produto resultante da quebra da glicose, para NADPH, que pode ser usado para sintetizar lipídios. Eles acabaram testando mais de uma dúzia de vias sintéticas modificadas (1).

Verificou-se que a combinação de dois destes caminhos resultou nos melhores resultados descritos no artigo publicado na Nature Biotechnology (1). O mecanismo real do porquê um par destas vias trabalha muito melhor do que as outras ainda não é bem compreendida.

Utilizando esta via melhorada, as células de levedura requerem apenas dois terços da quantidade de glicose necessária que as células de levedura não modificadas necessitam para produzir a mesma quantidade de óleo (1).

MELHOR EFICIÊNCIA

Embora este novo processo de conversão de glicose a lipídios possa ser economicamente viável a preços correntes para o amido de milho, os pesquisadores esperam tornar o processo ainda mais eficiente.

“Ainda há espaço para mais melhorias, e se empenharmos mais nessa direção, o processo se tornará ainda mais eficiente, exigindo ainda menos glicose para produzir um galão de óleo”, diz o prof Stephanopoulos.

Os pesquisadores também estão explorando o uso de fontes mais baratas de material vegetal, como grama e resíduos agrícolas, o que exigiria a conversão da celulose que compõe esses materiais vegetais em glicose.

Fonte: Anne Trafton, MIT Notícias

Referência

1.Qiao K, Wasylenko TM, Zhou K, Xu P, Stephanopoulos G. Lipid production in Yarrowia lipolytica is maximized by engineering cytosolic redox metabolism. Nature biotechnology. 2017.

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