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Microalgas transgênicas mais eficientes

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O uso das técnicas de transgenia está associado, mais frequentemente, à produção de diversas culturas vegetais em vários países e destinadas à alimentação humana e animal. Países como os Estados Unidos, a Argentina, o Canadá e a China destacam-se como os maiores produtores de plantas geneticamente modificadas (GM) do mundo.

Apesar das pesquisas desenvolvidas na agricultura fazerem desse setor da economia mundial aquele que originou até hoje o maior número de produtos GM, outras áreas vêm se beneficiando da transgenia, mesmo em uma escala de produção muito menor, como por exemplo, o setor de bioenergia.

Nesse campo de pesquisas, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos no intuito de obter biodiesel por meio das microalgas, que, de acordo com muitos cientistas constitui uma matéria-prima com grande potencial para a produção desse combustível e outras substâncias químicas.

As primeiras pesquisas com microalgas para a produção de biocombustível ocorreram em 1950 no MIT (Massachusetts Institute of Technology), a partir de então, os estudos vêm sendo aprimorados no intuito de aperfeiçoar os processos.

Para que a produção de biomassa por esses organismos possa ser viável economicamente, é necessário aumentar sua eficiência fotossintética. De acordo com a pesquisadora da divisão de Biociências do Los Alamos National Laboratory, dos Estados Unidos, Angela Pedroso Tonon, em entrevista à Agência FAPESP, o aumento da taxa de fotossíntese de microalgas para a produção de biodiesel tornou-se uma questão crucial na pesquisa em biocombustível.

Ela explicou que, ao aumentar a capacidade de absorção de energia solar por esses organismos é possível elevar a fixação de CO2 e produzir maior quantidade de moléculas orgânicas, como carboidratos, os quais podem ser transformados em proteínas, aminoácidos e, principalmente, óleos.

A pesquisadora faz parte de uma equipe de cientistas do Departamento de Energia dos Estados Unidos que desenvolveu e está cultivando cepas de microalgas geneticamente modificadas, capazes de realizar fotossíntese com maior eficiência do que organismos que não sofreram mudanças genéticas. Os resultados dessa pesquisa foram publicados na revista Science Direct.

De acordo com o artigo, mais da metade das perdas de energia associadas com a conversão da energia solar em energia química durante a fotossíntese estão relacionadas com restrições entre a rápida taxa de captura de fótons pelo sistema de captura de luz e a taxa mais lenta de transferência de elétrons.

Quando em altas intensidades de luminosidade, o fluxo de energia a partir das antenas –  centros de captação de luz solar compostos por pigmentos como a clorofila – para as reações químicas pode ser cem vezes maior que o fluxo linear de elétrons, resultando na dissipação de até 75% da energia captada na forma de calor ou de fluorescência. Segundo a pesquisadora, esses centros de captação de luz solar ficam muito saturados e não realizam de forma eficientemente coordenada a captura de fótons e a transferência de elétrons para fixar carbono.

Ela comentou também que o pigmento absorve luz em um comprimento de ondas diferente do que a clorofila a, um tipo de pigmento, também presente nas microalgas e em outros organismos vegetais. Dessa forma, a clorofila b absorve e transfere mais energia solar que outros pigmentos.

Para regular a produção de clorofila, os pesquisadores modularam a expressão de um gene responsável pela síntese do pigmento – uma enzima chamada clorofila a oxigenasse, diminuindo assim, a expressão do gene dessa enzima e, consequentemente, a quantidade de clorofila b no sistema. Com isso, foi possível gerar algas com diferentes capacidades de absorção de luz.

Segundo Tonon, ao diminuir a produção de clorofila b na microalga, elas conseguiram aproveitar melhor a energia que capturam pela fotossíntese e transferi-la com maior eficiência, sem saturar o fotossistema nem causar danos. Ela explicou também que, quando as microalgas ou plantas absorvem muita energia e não conseguem distribuir de forma eficiente os elétrons, essa energia se acumula no fotossistema, causando uma série de danos, como a foto-oxidação.
28/11/2014
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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