{"id":8569,"date":"2014-10-15T19:00:25","date_gmt":"2014-10-15T19:00:25","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=8569"},"modified":"2014-10-15T16:44:05","modified_gmt":"2014-10-15T16:44:05","slug":"microalgas-transgenicas-sao-mais-eficientes-na-fotossintese","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/microalgas-transgenicas-sao-mais-eficientes-na-fotossintese\/","title":{"rendered":"Microalgas transg\u00eanicas s\u00e3o mais eficientes na fotoss\u00edntese, segundo Pesquisadores"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>As microalgas s\u00e3o apontadas por especialistas como potenciais mat\u00e9rias-primas para a produ\u00e7\u00e3o de biodiesel e outros produtos qu\u00edmicos<\/strong><\/a>, uma vez que apresentam grandes taxas de ac\u00famulo de biomassa e de \u00f3leo e crescem de duas a dez vezes mais r\u00e1pido do que plantas terrestres.<\/p>\n

Um dos desafios para tornar esses organismos uma alternativa comercialmente vi\u00e1vel para a produ\u00e7\u00e3o de biodiesel \u00e9 aumentar sua efici\u00eancia fotossint\u00e9tica, que \u00e9 duas a tr\u00eas vezes inferior ao potencial do vegetal.<\/p>\n

\u201cO aumento da taxa de fotoss\u00edntese de microalgas para a produ\u00e7\u00e3o de biodiesel tornou-se uma quest\u00e3o crucial na pesquisa em biocombust\u00edvel\u201d, disse Angela Pedroso Tonon, pesquisadora da divis\u00e3o de Bioci\u00eancias do Los Alamos National Laboratory, dos Estados Unidos, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

\u201cAo aumentar a capacidade de absor\u00e7\u00e3o de energia solar por esses organismos \u00e9 poss\u00edvel elevar a fixa\u00e7\u00e3o de CO2 [di\u00f3xido de carbono] e produzir maior quantidade de mol\u00e9culas org\u00e2nicas, como carboidratos. Esses carboidratos podem ser transformados em prote\u00ednas, amino\u00e1cidos e, principalmente, \u00f3leos\u201d, explicou a pesquisadora, que realizou mestrado e p\u00f3s-doutorado com Bolsa da FAPESP.<\/p>\n

Um grupo de pesquisadores do centro de pesquisa em microalgas do laborat\u00f3rio pertencente ao Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE, na sigla em ingl\u00eas) \u2013 do qual Tonon \u00e9 integrante h\u00e1 tr\u00eas meses \u2013 desenvolveu e est\u00e1 cultivando cepas de microalgas geneticamente modificadas capazes de realizar fotoss\u00edntese com maior efici\u00eancia do que organismos selvagens (que n\u00e3o sofreram mudan\u00e7as gen\u00e9ticas).<\/p>\n

Os resultados do estudo foram relatados em um artigo publicado na revista Algal Research e apresentados por Tonon em palestra realizada no dia 10 de outubro na Advanced School on the Present and Future of Bioenergy, na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).<\/p>\n

\u201cOs resultados da compara\u00e7\u00e3o das cepas de microalgas geneticamente modificadas com as selvagens indicaram que elas apresentam melhor desempenho fotossint\u00e9tico e maior taxa de crescimento do que as cepas que n\u00e3o foram geneticamente modificadas\u201d, afirmou Tonon.<\/p>\n

Modula\u00e7\u00e3o das antenas<\/strong><\/p>\n

De acordo com a pesquisadora, para realizar a fotoss\u00edntese as plantas e as microalgas utilizam centros de capta\u00e7\u00e3o de luz solar \u2013 chamados de \u201cantenas\u201d \u2013, compostos por pigmentos como clorofila. Esses pigmentos absorvem a energia luminosa e a transferem para o fotossistema da planta a fim de produzir mol\u00e9culas energicamente ativas que ajudam na fixa\u00e7\u00e3o de CO2 e, consequentemente, na produ\u00e7\u00e3o de carboidratos.<\/p>\n

Ao serem expostos a uma grande quantidade de luz, como no ver\u00e3o, por exemplo, esses centros de capta\u00e7\u00e3o de luz solar ficam muito saturados e n\u00e3o realizam de forma eficientemente coordenada a captura de f\u00f3tons e a transfer\u00eancia de el\u00e9trons para fixar carbono.<\/p>\n

Por essa raz\u00e3o, as plantas perdem uma quantidade significativa de energia da luz captada na forma de calor ou de fluoresc\u00eancia que poderia ser utilizada para aumentar a fixa\u00e7\u00e3o de CO2 ea produ\u00e7\u00e3o de carboidratos, como a\u00e7\u00facares, entre outras mol\u00e9culas.<\/p>\n

Embora as microalgas, que possuem grandes antenas de capta\u00e7\u00e3o de luz, sejam muito eficientes na captura de f\u00f3tons, elas n\u00e3o s\u00e3o t\u00e3o produtivas quando est\u00e3o juntas com outras microalgas.<\/p>\n

Quando est\u00e3o na superf\u00edcie da \u00e1gua, elas captam mais energia da luz solar do que s\u00e3o capazes de usar para fixar carbono e dissipam o excesso de energia para as microalgas abaixo da superf\u00edcie.<\/p>\n

\u201cN\u00e3o adianta a planta ter uma grande quantidade de pigmentos se, quando absorve a luz, n\u00e3o a transfere e converte toda a energia f\u00edsica da luz capturada em energia qu\u00edmica porque o fotossistema satura\u201d, avaliou Tonon.<\/p>\n

Para aumentar a efici\u00eancia da fotoss\u00edntese desses organismos, reduzindo o desperd\u00edcio de energia solar e levando as microalgas da superf\u00edcie e das camadas mais profundas a absorver todos os f\u00f3tons, os pesquisadores do laborat\u00f3rio norte-americano come\u00e7aram a modular o tamanho das antenas de capta\u00e7\u00e3o de luz de microalgas das esp\u00e9cies Chlamydomonas reinhardtii e Chlorella sorokiniana, entre outras.<\/p>\n

Com isso, o processo de fotoss\u00edntese \u00e9 realizado de forma mais uniforme por diversas microalgas cultivadas em tanque, por exemplo.<\/p>\n

\u201cA ideia \u00e9 modular o tamanho da antena das microalgas, diminuindo ou aumentando a quantidade de pigmentos, de acordo com a esta\u00e7\u00e3o do ano\u201d, disse Tonon.<\/p>\n

\u201cDurante o ver\u00e3o, quando h\u00e1 uma alta incid\u00eancia de raios solares, a antena das microalgas n\u00e3o precisa ter uma grande quantidade de pigmentos. J\u00e1 durante o inverno, quando a energia solar \u00e9 menor, ela captar\u00e1 mais energia se a quantidade de pigmentos for maior. Dessa forma, poder\u00edamos fazer um ajuste das cepas transg\u00eanicas nas diferentes esta\u00e7\u00f5es do ano\u201d, explicou.<\/p>\n

Controle da clorofila b<\/strong><\/p>\n

Para modular o tamanho das antenas, os pesquisadores diminu\u00edram os n\u00edveis de \u201cclorofila b\u201d nos organismos.<\/p>\n

O pigmento absorve luz em um comprimento de ondas diferente do que a \u201cclorofila a\u201d, tamb\u00e9m presente nas microalgas e em outros organismos vegetais. Com isso, a \u201cclorofila b\u201d absorve e transfere mais energia solar que outros pigmentos, explicou Tonon.<\/p>\n

\u201cAo regular a produ\u00e7\u00e3o dessa clorofila, \u00e9 poss\u00edvel controlar o tamanho da antena das microalgas\u201d, detalhou.<\/p>\n

Para fazer essa regulagem, os pesquisadores modularam a express\u00e3o de um gene respons\u00e1vel pela s\u00edntese do pigmento \u2013 uma enzima chamada \u201cclorofila a oxigenase\u201d.<\/p>\n

Diminuindo a express\u00e3o do gene dessa enzima e, consequentemente, a quantidade de \u201cclorofila b\u201d no sistema, eles geraram algas com diferentes capacidades de absor\u00e7\u00e3o de luz.<\/p>\n

As culturas de algas transg\u00eanicas apresentaram taxa de fotoss\u00edntese duas vezes maior do que as cepas selvagens, medida pela produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio durante o processo fotossint\u00e9tico.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, tiveram crescimento 30% maior tamb\u00e9m em compara\u00e7\u00e3o com as culturas que n\u00e3o sofreram modifica\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica.<\/p>\n

\u201cAo diminuir a produ\u00e7\u00e3o de clorofila b na microalga, elas conseguiram aproveitar melhor a energia que capturam pela fotoss\u00edntese e transferi-la com maior efici\u00eancia, sem saturar o fotossistema nem causar danos\u201d, disse Tonon.<\/p>\n

\u201cQuando as microalgas ou plantas absorvem muita energia e n\u00e3o conseguem distribuir de forma eficiente os el\u00e9trons, essa energia se acumula no fotossistema, causando uma s\u00e9rie de danos, como a foto-oxida\u00e7\u00e3o\u201d, explicou.<\/p>\n

Doutorado em bioenergia<\/p>\n

A Advanced School on the Present and Future of Bioenergy est\u00e1 sendo realizada no \u00e2mbito da Escola S\u00e3o Paulo de Ci\u00eancia Avan\u00e7ada (ESPCA) \u2013 modalidade de apoio da FAPESP.<\/p>\n

O evento re\u00fane at\u00e9 sexta-feira (17\/10), no Instituto de Qu\u00edmica da Unicamp, pesquisadores, docentes e estudantes de gradua\u00e7\u00e3o e p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o do Brasil e do exterior para discutir o atual est\u00e1gio e as perspectivas na pesquisa sobre bioenergia.<\/p>\n

\u201cA ideia do evento foi cobrir todos os aspectos relacionados \u00e0 bioenergia e ressaltar que a mat\u00e9ria-prima para a produ\u00e7\u00e3o de biocombust\u00edveis e outros produtos qu\u00edmicos que podem ser gerados a partir de biomassa n\u00e3o se resume \u00e0 cana-de-a\u00e7\u00facar\u201d, disse Andreas Karoly Gombert, professor da Unicamp e organizador do encontro.<\/p>\n

Outro objetivo do evento foi promover o Programa Integrado de Doutorado em Bioenergia promovido conjuntamente pela Unicamp, Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) e Universidade Estadual Paulista (Unesp), cuja primeira turma iniciou em mar\u00e7o.<\/p>\n

\u201cComo queremos atingir o maior grau de internacionaliza\u00e7\u00e3o poss\u00edvel e atrair estudantes de fora do Brasil para o curso aqui no pa\u00eds, achamos que o evento seria uma boa forma de divulgar o curso\u201d, disse Gombert.<\/p>\n

O artigo Optimization of photosynthetic light energy utilization by microalgae (doi: 10.1016\/j.algal.2012.07.002), de Perrine e outros, pode ser lido na revista Algal Research em http:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2211926412000288.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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