Logotipo Biotec AHG

Uso biotecnológico das cianobactérias

Imprimir .

Desde o início da Revolução Industrial a sociedade vem experimentando grandes avanços tecnológicos e gerando vários benefícios nos diversos segmentos. Em conseqüência disso e devido principalmente ao intenso e crescente uso dos combustíveis fósseis, a natureza está sofrendo fortes alterações em seu clima, como por exemplo, o agravamento do efeito estufa.   

Levando em consideração que as reservas naturais desses recursos são limitadas, fica evidente que estamos enfrentando uma crise energética, sendo assim, é clara a necessidade de se buscar desenvolver alternativas para a produção de energia a partir de fontes renováveis e menos poluentes.

Neste contexto, o hidrogênio (H2) surge como uma opção válida visto que é o elemento mais abundante no planeta e a sua combustão direta produz uma quantidade significativa de energia, liberando como resíduo deste processo apenas água. Nos últimos anos, as várias técnicas de produção de hidrogênio têm suscitado o interesse da comunidade científica e da indústria de combustíveis e de transportes.

Recentemente, uma importante descoberta realizada por pesquisadores da Universidade do Ruhr, Alemanha, liderados pelo professor da Faculdade de Biologia e Biotecnologia, Dr. Matthias Rögner, e em parceria com cientistas do Instituto de Tóquio, Japão, pode ser mais um passo importante para a produção de H2 a partir de algas conhecidas como cianobactérias. O artigo contendo todas as informações da pesquisa foi publicado na edição do dia 29 de julho do Journal of Biological Chemistry.   

Estudando os mecanismos celulares relacionados à produção de energia em cianobactérias do gênero Synechocystis sp., eles descobriram que em condições normais estes microrganismos acumulam reservas de energia que ajudam a sobreviver em situações adversas, como por exemplo, longos períodos sem luz.

O fenômeno estudado refere-se à regulação da F0F1-ATP sintase na inibição da atividade de hidrólise do ATP. O componente F0 é um complexo proteíco integral de membrana com oito diferentes tipos de subunidades e insolúvel em água formando um canal transmembrana que transfere prótons para o sítio ativo da ATP-sintase. A unidade F1 catalisa a síntese de ATP em três sítios ativos. Quando o componente F1 está conectado ao componente F0, a ATP-sintase (F0F1-ATPase) catalisa a síntese de ATP, no entanto, quando o componente F1 é liberado para a matriz mitocondrial ocorre uma ação contrária à sua função normal, ele catalisa a hidrólise do ATP (o reverso da síntese).  

Com o intuito de resguardar as cianobactérias a ATPase dessas espécies em resposta às condições de estresse (ausência de luz no ambiente), atuam impedindo que o ATP seja quebrado prematuramente no escuro. Nessas situações, a bactéria cria um estoque de energia que a ajuda sobreviver durante este período de estresse sem maiores prejuízos. Entretanto, esse fenômeno diminui a taxa de transporte de elétrons durante a fotossíntese com a hidrólise na ausência de luz.

Para tentar compreender melhor como ocorre esse processo, os pesquisadores removeram a área da enzima responsável pela quebra do ATP, modificando geneticamente as cianobactérias e comparando-as com as espécies selvagens. O resultado mostrou que as algas transgênicas cresceram normalmente no laboratório sem variações bruscas de luminosidade, no entanto, elas criaram menores reservas de energia na forma de ATP, mostrando ser possível a sua sobrevivência em longos períodos sem luz, da mesma forma que as selvagens.

Os cientistas acreditam que a partir do excesso de energia na fase luminosa e que fica armazenada pode ficar disponível para uso biotecnológico.

12/08/2011
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

 © BIOTEC AHG 2017 - Todos os direitos reservados - Rua Dr. Melo Alves, 529, cj. 82. Cerqueira César. São Paulo-SP, Brasil. CEP: 01417-010