{"id":149846,"date":"2021-07-17T08:00:44","date_gmt":"2021-07-17T11:00:44","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=149846"},"modified":"2021-07-17T17:35:59","modified_gmt":"2021-07-17T20:35:59","slug":"bacteria-vila-na-agricultura-pode-ser-aliada-na-producao-de-produtos-biorrenovaveis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/bacteria-vila-na-agricultura-pode-ser-aliada-na-producao-de-produtos-biorrenovaveis\/","title":{"rendered":"Bact\u00e9ria “vil\u00e3” na agricultura pode ser aliada na produ\u00e7\u00e3o de produtos biorrenov\u00e1veis"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Enzima pode ajudar a produzir insumos a partir de res\u00edduos agr\u00edcolas com menor impacto ambiental que substituam qu\u00edmicos de origem f\u00f3ssil para produzir tintas, pl\u00e1sticos e outros produtos<\/h2>\n
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A\u00a0Xanthomonas<\/strong>, bact\u00e9ria respons\u00e1vel pelo\u00a0cancro c\u00edtrico<\/strong>\u00a0e conhecida como \u201cvil\u00e3\u201d da citricultura, pode ser uma aliada na fabrica\u00e7\u00e3o de\u00a0produtos biorrenov\u00e1veis<\/strong>, como etanol, tintas, pl\u00e1sticos e outros tipos de qu\u00edmicos atualmente derivados do petr\u00f3leo.<\/p>\n<\/div>\n

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Estudo publicado em junho na\u00a0revista Nature Communications\u00a0<\/a>por um grupo do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas, revela os processos biol\u00f3gicos usados pela bact\u00e9ria para enfraquecer o sistema de defesa das plantas. Tamb\u00e9m foi descoberta uma nova classe de enzimas (chamada de CE20) capaz de potencializar a infec\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<\/div>\n

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De acordo com a pesquisa, apoiada pela FAPESP, a bact\u00e9ria mobiliza essas enzimas para destruir a parede celular da planta, que funciona como uma esp\u00e9cie de barreira contra a entrada de pat\u00f3genos.Ao invadir as c\u00e9lulas, elas induzem a produ\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas capazes de desencadear fatores que aumentam a virul\u00eancia da contamina\u00e7\u00e3o. Entre eles est\u00e1 o \u201csistema de secre\u00e7\u00e3o tipo 3\u201d, uma esp\u00e9cie de \u201cagulha\u201d molecular que a bact\u00e9ria insere na parede celular degradada da planta para injetar as prote\u00ednas de virul\u00eancia.<\/p>\n<\/div>\n

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O estudo detalha a a\u00e7\u00e3o no n\u00edvel at\u00f4mico de m\u00faltiplos componentes enzim\u00e1ticos de forma orquestrada para desmantelar o xiloglucano, um dos mais complexos carboidratos que d\u00e1 resist\u00eancia \u00e0 parede celular prim\u00e1ria das plantas. Essa descoberta revela mais uma via de sinaliza\u00e7\u00e3o que possibilita a entrada da bact\u00e9ria.<\/p>\n<\/div>\n

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\u201cDemonstramos a exist\u00eancia de uma maquinaria molecular conservada nesses pat\u00f3genos, especializada no xiloglucano. Elucidamos no n\u00edvel bioqu\u00edmico e estrutural a atua\u00e7\u00e3o dos componentes enzim\u00e1ticos dessa maquinaria. Descobrir essas novas formas de desconstru\u00e7\u00e3o desse carboidrato fornece alternativas de aplica\u00e7\u00e3o em bioeconomia e em biorrefinaria.<\/p>\n<\/div>\n

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Podemos obter novas combina\u00e7\u00f5es de coquet\u00e9is enzim\u00e1ticos, mais eficazes e capazes de desconstruir a biomassa vegetal para produzir, por exemplo, etanol, querosene de avi\u00e3o e outros qu\u00edmicos\u201d, explica M\u00e1rio Tyago Murakami, coordenador da pesquisa e diretor cient\u00edfico do Laborat\u00f3rio Nacional de Biorrenov\u00e1veis (LNBR), que integra o CNPEM.<\/p>\n<\/div>\n

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O centro j\u00e1 desenvolve outras plataformas microbianas para biorrefinarias, como o coquetel enzim\u00e1tico produzido por um fungo (RUT-C30). Com patente depositada, essa plataforma customizada para a realidade brasileira foi testada em ambiente industrial e viabiliza a montagem de biorrefinarias para obten\u00e7\u00e3o de a\u00e7\u00facares avan\u00e7ados a partir de res\u00edduos agroindustriais, com menor impacto ambiental e substituindo insumos de origem f\u00f3ssil.<\/p>\n<\/div>\n

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Segundo Murakami, ao revelar os novos componentes que potencializam a infec\u00e7\u00e3o da planta, a pesquisa tamb\u00e9m contribui com o desenvolvimento de estrat\u00e9gias de combate ao cancro, com o desenho de potenciais inibidores para esse grupo de bact\u00e9rias.<\/p>\n<\/div>\n

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“Usando o pat\u00f3geno do cancro c\u00edtrico como organismo modelo, mostramos que esse sistema abrange hidrolases glicos\u00eddicas distintas, transportadores de membrana espec\u00edficos e uma classe in\u00e9dita de esterase. Tais dados bioqu\u00edmicos e mecan\u00edsticos destacam que as bact\u00e9rias associadas a plantas empregam estrat\u00e9gias moleculares muito distintas daquelas usadas por bact\u00e9rias intestinais, por exemplo, para lidar com xiloglucanos.<\/p>\n<\/div>\n

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Juntas, essas descobertas lan\u00e7am luz sobre os mecanismos moleculares que sustentam o complexo sistema enzim\u00e1tico de Xanthomonas para despolimerizar carboidratos da parede celular vegetal e revelam um papel para esse sistema em via de sinaliza\u00e7\u00e3o para promover a virul\u00eancia”, escreve o grupo no artigo.<\/p>\n<\/div>\n

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Al\u00e9m da citricultura, a Xanthomonas ataca v\u00e1rios outros tipos de planta\u00e7\u00e3o, como arroz, algod\u00e3o e banana. Considerado uma das mais importantes doen\u00e7as na citricultura mundial, o cancro c\u00edtrico provoca les\u00f5es marrons, salientes e \u00e1speras nos frutos. Acaba levando \u00e0 queda prematura das folhas e dos frutos, reduzindo a produtividade das plantas afetadas.<\/p>\n<\/div>\n

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No ano passado, o cancro c\u00edtrico registrado no cintur\u00e3o de S\u00e3o Paulo e do Tri\u00e2ngulo\/Sudoeste Mineiro, um dos maiores produtores de laranja do Brasil, cresceu 15% em rela\u00e7\u00e3o a 2019. A doen\u00e7a atingiu cerca de 34 milh\u00f5es de plantas, segundo levantamento do Fundo de Defesa da Citricultura (Fundecitrus), que apontou entre os fatores do aumento a decis\u00e3o de S\u00e3o Paulo de permitir a manuten\u00e7\u00e3o de \u00e1rvores sintom\u00e1ticas nos pomares.<\/p>\n<\/div>\n

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Na safra 2020\/2021, a entidade j\u00e1 registrou a perda de 1,27 milh\u00e3o de caixas do fruto (de cerca de 40 kg cada uma) em decorr\u00eancia da doen\u00e7a.<\/p>\n<\/div>\n

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Aplicando Ci\u00eancia<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

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Para realizar a pesquisa, o grupo utilizou uma abordagem multidisciplinar, incluindo an\u00e1lises filogen\u00e9ticas e transcript\u00f4mica, nocauteamento g\u00eanico, clonagem molecular e mutag\u00eanese, al\u00e9m de experimentos com luz s\u00edncrotron, como espalhamento e difra\u00e7\u00e3o de raios X.<\/p>\n<\/div>\n

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Os dados de difra\u00e7\u00e3o foram adquiridos na linha de luz de cristalografia de macromol\u00e9culas MX2 da antiga fonte de luz s\u00edncrotron do Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS-CNPEM). Foram usadas ainda t\u00e9cnicas de engenharia gen\u00e9tica e experimenta\u00e7\u00e3o in vivo em plantas no Laborat\u00f3rio Nacional de Bioci\u00eancias (LNBio).<\/p>\n<\/div>\n

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O estudo levou cerca de cinco anos e envolveu 23 pesquisadores, incluindo professores da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).<\/p>\n<\/div>\n

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“N\u00e3o \u00e9 comum no Brasil ter um conjunto de teses de doutorado e projetos de p\u00f3s-doutoramento olhando sistematicamente para o mesmo problema. Essa forma de trabalho em equipe e com compartilhamento coletivo tem feito uma grande diferen\u00e7a nas nossas pesquisas, aumentado a capacidade de entrega e o impacto das descobertas”, diz Murakami, em entrevista \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n<\/div>\n

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Outro estudo da equipe envolvendo o sistema enzim\u00e1tico de Xanthomonas para desconstru\u00e7\u00e3o da parede celular vegetal foi publicado tamb\u00e9m na Nature Communicationsem janeiro. Mostrou, por meio de c\u00e1lculos qu\u00e2nticos e experimentos em alta resolu\u00e7\u00e3o, que enzimas de grande import\u00e2ncia industrial (como as hidrolases glicos\u00eddicas) podem funcionar por itiner\u00e1rios catal\u00edticos alternativos e vi\u00e1veis do ponto de vista termodin\u00e2mico.<\/p>\n<\/div>\n

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O trabalho quebrou o paradigma de que o itiner\u00e1rio catal\u00edtico (conjunto de modifica\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas e estruturais que um determinado substrato sofre pela a\u00e7\u00e3o de uma enzima) era \u00fanico para cada par de enzima-substrato.<\/p>\n<\/div>\n

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Essa linha de estudo vem sendo continuada na Manac\u00e1, primeira esta\u00e7\u00e3o de pesquisa do Sirius aberta \u00e0 comunidade cient\u00edfica e empresas interessadas em investigar a composi\u00e7\u00e3o e a estrutura da mat\u00e9ria em suas variadas formas e com aplica\u00e7\u00f5es em v\u00e1rias \u00e1reas do conhecimento.<\/p>\n<\/div>\n

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O Sirius, ligado ao CNPEM, \u00e9 um acelerador de el\u00e9trons de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o, projetado para ser uma das mais avan\u00e7adas fontes de luz s\u00edncrotron do mundo na sua categoria. \u201cNo Sirius, sa\u00edmos de imagens e estat\u00edsticas, para analisar eventos din\u00e2micos em v\u00eddeos dos processos catal\u00edticos das enzimas descobertas nesse estudo\u201d, afirma Murakami.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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