Criando micróbios capazes de transformar gases de efeito estufa.

Pesquisadores da University of South Florida estão aproveitando o poder da fisiologia humana para transformar gases de efeito estufa em compostos químicos utilizáveis – um método que poderia ajudar a reduzir a dependência da indústria do petróleo e reduzir nossa “pegada de carbono”. 

A nova técnica fundamentada na biologia, publicada na Nature Chemical Biology, foi desenvolvida pelo professor Ramon Gonzalez, PhD, e seu grupo de pesquisa. O método utiliza a enzima humana 2-hydroxyacyl-coenzyme A lyase (HACL), para converter compostos de um carbono em materiais mais complexos comumente utilizados como “blocos de construção” para diversos produtos industriais. 

“Em humanos, essa enzima degrada ácidos graxos de cadeia ramificada”, diz Gonzales. “Ela basicamente quebra longas cadeias de carbono em pedaços menores. Nós precisávamos que ela fizesse o exato oposto. Assim, engenheiramos o processo para que ele funcionasse no ‘modo reverso’ – partir e moléculas contendo um átomo de carbono e convertê-las em compostos maiores.” 

Ao manipular o DNA que codifica a enzima, os pesquisadores inseriram esse DNA modificado em bactérias Escherichia coli, que servem de ‘hospedeiros’ para sintetizar a proteína. Quando esses microrganismos entram em contato com compostos contendo moléculas de um único átomo de carbono, como metanol, formaldeído, dióxido de carbono e metano, um processo de bioconversão metabólica ocorre, transformando as moléculas em compostos mais complexos. 

Essa pesquisa representa um avanço muito significativo na conversão de carbono por meios biológicos, e tem o potencial de transformar os processos petroquímicos vigentes, assim como reduzir a quantidade de gases de efeito estufa que são liberados na atmosfera durante a produção de derivados do petróleo. 

Plataforma de extração de petróleo. Gases sendo queimados na torre à esquerda.

"Quando o petróleo bruto é bombeado para fora do solo, ele vem com muito gás associado", disse Gonzalez. "Na maior parte do tempo, esse gás é queimado através da queima e liberado na atmosfera. Nós vemos esse gás como um recurso desperdiçado." 

Através desse trabalho, Gonzalez acredita que ele e sua equipe tenham engenheirado um método para utilizar esses recursos até então desperdiçados de maneira economicamente viável e atrativo para os fabricantes de petróleo e derivados. No presente momento, a maior parte dessas indústrias utilizam a queima para se livrar de gases como metano. Enquanto esse processo seja desperdício, de acordo com Gonzalez, ele é também ineficiente e leva à liberação de metano não queimado em abundância na atmosfera, assim como dióxido de carbono adicional produzido no processo de queima. 

Ao implementar a técnica desenvolvida, os produtores de petróleo poderiam não só gerenciar melhor seu impacto no meio ambiente, mas também começar a produzir compostos químicos valiosos como etilenoglicol e ácido glicólico - moléculas que são usadas na produção de plásticos, cosméticos, polímeros e e soluções de limpeza, entre outros. 

Tradicionalmente, os materiais utilizados para a síntese desses produtos são oriundos do petróleo. Assim, enquanto empregar o método de bioconversão favoreceria a redução de emissão de gases de efeito estufa, também há o potencial de reduzir a dependência de petróleo no geral – múltiplos benefícios que Gonzalez espera que atraiam produtores para que adotem esse processo. 

“Enquanto esse estudo detalha a ciência abrangente que possibilita tudo isso, estamos trabalhando com parceiros no setor privado para tentar implementar nossa técnica”, diz Gonzalez. “É maravilhoso poder fazer parte desse projeto desde a ideia inicial até a etapa de implementação industrial, e se tudo der certo, ter um impacto significativo não só para a indústria, como para o ambiente também.” 

Falaí Biotec 

Referências: 

CHOU, Alexander et al. 2-Hydroxyacyl-CoA lyase catalyzes acyloin condensation for one-carbon bioconversion. Nature Chemical Biology, [s.l.], p.900-906, 5 ago. 2019. Springer Science and Business Media LLC. http://dx.doi.org/10.1038/s41589-019-0328-0. 

Traduzido e adaptado de: University of South Florida (USF Innovation). "Making microbes that transform greenhouse gases." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 August 2019. Disponível em: <www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190813130424.htm>.  Acesso em: 18/08/2019