Da manipulação genética de bactérias à neutralidade carbónica

Vários setores podem beneficiar das aplicações da biologia sintética, desde a indústria alimentar à farmacêutica e aos biofertilizantes. A SynBio poderá vir a desempenhar um papel crucial no crescimento económico sustentável, conduzindo até a uma nova revolução industrial..Mas a própria Natureza pode ser uma barreira. O mundo dos vivos gera biomassa (matéria biológica) que cresce de duas formas distintas:.1. organismos autotróficos convertem carbono inorgânico (dióxido de carbono) em biomassa;.2. organismos heterotróficos usam moléculas orgânicas (açucares e gorduras) para crescerem..Os seres autotrófos (capazes de produzir o seu próprio alimento, como é o caso das plantas) constituem a maior biomassa da terra, além de fornecerem a maioria dos alimentos e combustíveis indispensáveis à humanidade..Um problema com a biotecnologia sustentável é que a maioria dos organismos SynBio são heterotróficos (não possuem a capacidade de produzir o seu próprio alimento), e crescem com açúcar. E produzir açúcar requer energia. Portanto, é um desafio construir uma economia sustentável impulsionada por estes seres. Mas um núcleo de trabalho está focado noutros organismos: bactérias e leveduras..Por quê? Principalmente porque a engenharia genética destes seres é simples, e já foi conseguido aplicar em laboratório os princípios do crescimento autotrófico aos organismos heterotróficos. Dois grupos de cientistas converteram recentemente, através da biologia sintética, bactérias (E. coli) e leveduras (Pichia pastoris) para crescerem usando dióxido de carbono - o gás com efeito de estufa mais significativo, em vez de açúcar..As equipas de investigação redesenharam os genomas de uma bactéria e de uma levedura para que estes organismos conseguissem reproduzir o "ciclo de Calvin" - o processo autotrófico natural que as plantas usam para converter dióxido de carbono em açúcares..Para o efeito, introduziram no genoma destes microrganismos as principais enzimas autotróficas - incluindo a RuBisCO, a mais abundante do mundo, que fixa cerca de 90% do carbono inorgânico existente, permitindo que micróbios retenham dióxido de carbono na biomassa. Simultaneamente, também eliminaram as enzimas que utilizam açúcares para gerar biomassa. Com isto, conseguiram transformar seres heterotróficos em autotróficos..Há muito que as bactérias e leveduras são consideradas fundamentais para a biotecnologia industrial, e agora estes avanços com os mesmos microrganismos poderão representar um importante marco para a produção sustentável de SynBio, ao descobrir-se que é possível converter o dióxido de carbono presente na atmosfera em produtos indispensáveis para o nosso dia-a-dia, como alimentos, medicamentos e combustíveis..Um contratempo a dois ciclos.A futura bioeconomia impulsionada por estes organismos Synbio caminhará para a neutralidade carbónica, mas este é um sonho ainda distante. Até porque, embora as bactérias e leveduras sintéticas convertam dióxido de carbono em biomassa (ciclo de Calvin), também necessitam de outro processo metabólico para gerar energia: o ciclo de Krebs..O ciclo de Krebs quebra moléculas orgânicas para libertar substâncias químicas ricas em energia que alimentam os processos bioquímicos nas células. Portanto, nos organismos autotróficos existem dois processos metabólicos distintos: o ciclo de Krebs, para gerar energia; e o ciclo de Calvin para biomassa..Mas os cientistas estão otimistas, acreditando que num futuro não muito distante conseguirão alimentar os organismos autotróficos com moléculas orgânicas geradas a partir de dióxido de carbono. A combinação destas duas abordagens poderá ajudar a implementar uma bioeconomia circular de forma sustentável à escala industrial..Desde a produção de medicamentos até alternativas à carne, a biologia sintética tem, inclusivamente, o potencial de transformar resíduos industriais em produtos úteis para a sociedade. Como tal, uma economia circular alicerçada numa indústria SynBio poderia ser o motor para uma revolução industrial sustentável, conduzindo até à neutralidade de carbono.

Da manipulação genética de bactérias à neutralidade carbónica

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