Inovações da biotecnologia, por Décio Luiz Gazzoni

Materiais fósseis – carvão, petróleo e gás – são os maiores emissores de gases de efeito estufa, os grandes responsáveis pelo flagelo das mudanças climáticas que estão abalando o mundo. Os fósseis não são usados apenas como combustíveis, mas também como matéria-prima para a indústria química.

Há décadas buscam-se substitutos para gás e petróleo como fonte de insumos industriais, com vistas a uma produção sustentável. A pesquisa científica tem sido frutífera em encontrar soluções para produtos de maior valor intrínseco e para outros que são difíceis ou caros de obter pela petroquímica, porém possíveis através da agricultura.

Enquanto aguardamos os impactos das discussões na COP-30, a conclusão da COP29 (Baku, Azerbaijão), apontando para a necessidade imperiosa de transição para fontes renováveis de energia e de matérias-primas para a química verde, traz em seu bojo o incentivo à substituição da petroquímica por alternativas sustentáveis. Nesta linha, diversos avanços foram introduzidos recentemente no mercado. Sem almejar ser exaustivo, vamos referir alguns:

1. Pesquisadores da Universidade Macquarie desenvolveram um novo método de síntese microbiana para produzir enzimas que degradam polietileno utilizando traças, fungos e/ou bactérias. Usando essa tecnologia, é possível produzir biocombustíveis, fertilizantes ou outros produtos químicos, destarte reduzindo a poluição por plásticos. Os avanços foram publicados no livro Biowaste and Biomass in Biofuel Applications Link, editado pelo prof. Yashvir Singh, que propõe uma nova dimensão da produção de biocombustíveis, desde seus princípios introdutórios até os avanços de uma perspectiva futura. Ele resume a justificativa para mudanças na utilização de combustível líquido e a seleção de novas tecnologias para tornar o biocombustível rentável e avançar em direção a uma abordagem neutra em carbono. Também fornece um esboço baseado em evidências de como aditivos e nanotecnologia alteram quimicamente a qualidade e a eficácia dos biocombustíveis, incluindo abordagens novas e inovadoras, como nanomateriais e vários nanoaditivos.

2. Os genes da nodulina precoce (ENOD) são essenciais para a formação de nódulos fixadores de nitrogênio. No entanto, sua atividade carecia de elucidação, até o estudo conduzido na Universidade da Austrália Ocidental, que abre perspectivas para o ajuste e a manipulação direcionados do gene ENOD93, aumentando a eficiência na utilização de nitrogênio e ajustes de outras características desejáveis nas plantas. O texto completo do artigo de Chun Pong Lee e colaboradores, Early nodulin93 acts via cytochrome c oxidase to alter respiratory ATP production and root growth in plants, pode ser acessado em Link

3. Materiais condutores de prótons são essenciais para tecnologias de energia renovável e bioeletrônica. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, fabricaram um material condutor de prótons biocompatível e versátil, a partir de proteínas. Eles suportam calor e acidez e podem ser modificados usando técnicas de engenharia genética para ajustar as propriedades elétricas, permitindo facilidade de integração em sistemas de fluxo protônico. Os interessados podem ler o artigo completo (Natural biopolymers as proton conductors in bioelectronics) no Link.

4. Uma estratégia de produção sintética tripla para reguladores de transcrição, utilizando elementos-chave de leveduras e espécies de plantas, foi desenvolvida pelo Laboratório Lawrence Berkeley (Link). O processo cobre uma biblioteca diversificada de reguladores para controlar a transcrição eucariótica. Esta tecnologia permitirá coordenar a expressão de múltiplos genes de uma forma responsiva e específica, abrindo caminho para o desenvolvimento de novos produtos alimentares (Link).

5. As fibras vegetais, uma importante fonte de biopolímeros para a indústria têxtil, absorvem umidade, afetando a qualidade do tecido. Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Luxemburgo desenvolveram um método de culturas de fibras que expressam proteínas anfipáticas - moléculas que possuem uma parte hidrofílica (solúvel em água) e outra hidrofóbica (insolúvel em água) - que podem formar camadas em interfaces hidrofílicas-hidrofóbicas, solucionando o problema da umidade (Link).

Em fungos filamentosos, as hidrofobinas são pequenas proteínas ativas de superfície secretadas que desempenham um papel importante na sua fisiologia, patogenicidade e resposta imune do hospedeiro. A tecnologia propõe uma estratégia de engenharia de plantas baseada na expressão heteróloga de um gene de um fungo, responsável por produzir a hidrofobina.

Essas proteínas anfipáticas e têm a capacidade de formar monocamadas em interfaces hidrofílicas-hidrofóbicas. As hidrofobinas são usadas em biotecnologia para diferentes propósitos, abrangendo desde a indústria alimentícia até a nanotecnologia e aplicações médicas.

A tecnologia propõe usar Aspergillus nidulans como um biorecurso para o fornecimento do gene da hidrofobina (rodA) (ANID_08803; proteína RodA), que é indispensável para o tratamento da biomassa, produzindo fibrilas estáveis semelhantes a amiloides, formando uma monocamada.

As hidrofobinas não ocorrem naturalmente em plantas e, ao projetar plantas para expressá-las em fibras er, suas propriedades de superfície serão alteradas. O objetivo final é fornecer uma abordagem alternativa às abordagens químicas atualmente utilizadas, para tornar as fibras liberianas mais compatíveis com as necessidades da indústria de biocompósitos.

A listagem acima está muito distante de incluir todas as inovações geradas no último ano. Mas servem como um exemplo claro de que o caminho para o desenvolvimento com sustentabilidade e oportunidades – base de uma sociedade igualitária – depende diretamente dos investimentos maciços e contínuos em pesquisa e desenvolvimento.