Unicamp transforma bactéria em aliada para destravar o etanol do futuro

O etanol de segunda geração (E2G), produzido a partir de resíduos da cana-de-açúcar, representa uma alternativa para ampliar a fabricação de biocombustíveis sem aumentar a área cultivada. Diferentemente do etanol convencional, ele aproveita materiais que permanecem após a produção de açúcar e do etanol de primeira geração.

Uma pesquisa desenvolvida na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em cooperação com instituições dos Estados Unidos, busca enfrentar um dos principais obstáculos dessa tecnologia: o custo e a eficiência do processo produtivo. O estudo criou bactérias modificadas geneticamente capazes de elevar o rendimento da produção de etanol.

O trabalho foi realizado no Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Unicamp e resultou em uma tecnologia protegida por patente e licenciada para a empresa norte-americana Terragia Biofuel. Os testes iniciais indicaram aumento de rendimento de até quase 30% em relação às bactérias não modificadas.

Da biomassa da cana à nova geração de biocombustíveis

O E2G utiliza como matéria-prima o bagaço e outros resíduos vegetais que permanecem após o processamento da cana-de-açúcar. Esses materiais contêm açúcares presos em estruturas fibrosas, que podem ser liberados por processos de tratamento e hidrólise para gerar mais etanol.

A principal diferença em relação ao etanol de primeira geração está justamente no aproveitamento desse material residual. Enquanto o modelo tradicional utiliza principalmente o caldo da cana, a segunda geração busca transformar partes antes descartadas em fonte adicional de combustível.

Além de ampliar o aproveitamento da biomassa, o E2G apresenta menor impacto ambiental. Isso porque suas emissões de gases de efeito estufa podem ser até 80% inferiores às do etanol comum e até 93% menores quando comparadas às da gasolina.

Apesar dessas vantagens, a produção em escala industrial ainda enfrenta desafios econômicos. O método convencional de fabricação do E2G depende de etapas de tratamento da biomassa e do uso de enzimas para liberar os açúcares necessários à fermentação, fatores que aumentam os custos do processo.

A pesquisa conduzida pela Unicamp propõe uma rota diferente, baseada no chamado Bioprocessamento Consolidado (CBP). A estratégia utiliza bactérias anaeróbias termofílicas capazes de degradar a biomassa e realizar a fermentação em uma única etapa, reduzindo a necessidade de procedimentos anteriores.

O estudo envolveu a bactéria Clostridium thermocellum, conhecida pela capacidade de decompor celulose, e a Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, microrganismo com maior eficiência na produção de etanol. A proposta dos pesquisadores foi unir características complementares desses organismos por meio de engenharia genética.

A pesquisa de doutorado de Layse Costa de Souza, desenvolvida no CBMEG da Unicamp, investigou quais proteínas estavam associadas ao alto desempenho da bactéria produtora de etanol. A partir dessa identificação, os genes relacionados a essas proteínas foram inseridos na bactéria utilizada no processo CBP.

O resultado foi uma linhagem modificada com capacidade ampliada de produção. Nos experimentos realizados em laboratório, uma das versões desenvolvidas apresentou aumento do rendimento de 59,8% para 88,5% do máximo teórico após a inserção de uma hidrogenase específica.

O estudo também trouxe uma nova interpretação sobre o papel do hidrogênio no metabolismo dessas bactérias. A equipe identificou que uma enzima chamada HfsD, antes vista como possível competidora da produção de etanol, participa de mecanismos importantes para o equilíbrio químico necessário à formação do biocombustível.

A descoberta pode contribuir para aprimorar futuras estratégias de engenharia metabólica, pois indica que melhorar a produção de etanol não depende apenas de aumentar a atividade de determinadas proteínas, mas também de controlar o equilíbrio de moléculas envolvidas nas reações celulares.

Os experimentos ainda estão restritos à escala de bancada e precisam passar por avaliações maiores antes de uma aplicação industrial. Entre os próximos desafios estão testar o desempenho das bactérias modificadas em biorreatores e verificar se os resultados obtidos em laboratório permanecem em volumes ampliados.

O projeto foi desenvolvido dentro do Laboratório de Biocombustíveis Avançados de Segunda Geração da Unicamp, com participação de pesquisadores brasileiros e norte-americanos. A tecnologia recebeu proteção por patente e seguirá para etapas de ampliação conduzidas pela empresa licenciada.

O post Unicamp transforma bactéria em aliada para destravar o etanol do futuro apareceu primeiro em Olhar Digital.