Levedura mutante

Pesquisa feita na Unicamp conclui sequenciamento genético de levedura utilizada na produção de etanol. O estudo foi publicado na revista Genome Research

Por Alex Sander Alcântara

Agência FAPESP – Uma pesquisa feita por cientistas do Instituto de Biologia (IB) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em parceria com a Universidade de Duke, nos Estados Unidos, concluiu o sequenciamento genético da levedura Saccharomyces cerevisiae, conhecida como Pedra 2.

A levedura é utilizada em cerca de 30% da produção do etanol brasileiro. Enquanto a Saccharomyces cerevisiae consome o açúcar, ela se multiplica formando outras células, ao mesmo tempo em que libera gás carbônico (CO2) e o etanol, um álcool. Esse processo é conhecido como fermentação.

O estudo, que foi publicado na revista Genome Research no mês de outubro, abre novas perspectivas para a produção de etanol no país, de acordo com seus autores. Com o mapeamento do genoma da levedura, os pesquisadores conseguiram decifrar o mecanismo de ação do microorganismo.

Segundo um dos autores do artigo, Gonçalo Pereira, professor titular do departamento de Genética e Evolução da Unicamp e coordenador do Laboratório de Genômica e Expressão, vinculado ao IB, a Pedra 2 tem uma capacidade impressionante de se modificar e se adaptar às condições adversas durante o processo de fermentação.

“Essa levedura, como organismo experimental, é muita estudada. Mas pouca pesquisa foi feita em relação à produção de etanol nas condições da usina. O que acontece no processo produtivo é uma verdadeira guerra biológica e química. E esse fenômeno foi descoberto, relativamente, há pouco tempo”, disse Pereira à Agência FAPESP .

O estudo, intitulado “Rotas Verdes para o Propeno”, tem o apoio da FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa, inserida no programa Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE), no âmbito do convênio FAPESP-Braskem. Além disso, o pesquisador é responsável por projeto temático, na área de genética molecular e de microrganismos, também com apoio da Fundação.

Segundo o professor da Unicamp, essas leveduras foram selecionadas para “trabalhar” nas indústrias de cana-de-açúcar porque se adaptam com facilidade. O estudo, diz, procurou “entender como é que elas funcionavam”.

“Além do sequenciamento, fizemos uma série de trabalhos genéticos e compreendemos que essa levedura tem uma capacidade enorme de competir e se reorganizar dentro da guerra biológica que ocorre durante o processo de produção de etanol”, explica.

O grupo identificou diferenças em relação aos organismos dessa espécie ao estudar o genoma da levedura. Segundo Pereira, a Saccharomyces cerevisiae apresenta uma grande variabilidade e capacidade de resistir às mudanças ambientais e a outros tipos de estresse.

“Para sobreviver, essa levedura desenvolve uma capacidade impressionante de promover mudanças internas que a tornaram mais resistente a condições adversas”, reforça.

Arsenal genético

O estudo aponta que a levedura desenvolveu a “competência” de ampliar o número de genes que lhe são benéficos, ao mesmo tempo em que reduziu a quantidade dos que não são. Segundo Pereira, a levedura contraria tudo o que se pode esperar de um processo de fermentação microbiológica.

“Ela reorganiza os genes de tal forma e com tal velocidade que, se ela possui um gene especialmente importante, consegue ampliá-lo várias vezes. E descobrimos que ela faz isso com os genes localizados na ponta dos cromossomos, estabelecendo uma série de variantes. Ela é capaz de se transformar completamente”, disse.

Segundo o pesquisador, a pesquisa prossegue tentando entender em detalhes como esse mecanismo de transformação ocorre. Ao compreendê-lo profundamente, diz, “teremos condições de empregar a engenharia genética para manipular a levedura.”

“Estamos vivendo no Brasil uma verdadeira revolução do ponto de vista tecnológico. Nosso objetivo é domesticar esse microrganismo e reprogramá-lo de forma eficiente para produzir mais etanol ou etileno, a partir da cana-de-açúcar”, diz.

O trabalho é desenvolvido em parceira com a Braskem S/A e com a ETH Bioenergia, da Odebrecht.

Para ler o artigo Genome structure of a Saccharomyces cerevisiae strain widely used in bioethanol production, de Gonçalo Pereira e outros, clique aqui.