Pesquisadores do Departamento de Energia dos EUA identificaram genes que aumentam radicalmente a quantidade de óleo nas folhas e caules das plantas.
Pesquisadores do Departamento de Energia dos EUA identificaram genes que aumentam radicalmente a quantidade de óleo nas folhas e caules das plantas.
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Brookhaven anunciaram na semana passada terem identificado um conjunto de genes responsáveis por controlar a produção e acúmulo de óleos nos tecidos vegetais. Isso abre um novo caminho para que a engenharia genética aumente radicalmente a disponibilidade de óleos vegetais para a produção de biocombustíveis. O Laboratório de Brookhaven é a principal instalação de pesquisa do Departamento de Energia (DOE) do governo dos Estados Unidos.
Embora a fonte mais abundante de biomassa vegetal sejam as folhas e outros tecidos, eles têm um teor de óleo muito baixo, o que limita a quantidade de matéria-prima disponível. A descoberta dos pesquisadores norte-americanos pode aumentar o teor energético da biomassa. Isso teria implicações realmente dramáticas na produtividade tanto de culturas voltadas à produção de biocombustíveis quanto na produção de forragens para a alimentação animal. “Se pudermos transferir essa estratégia para culturas (...) haveria um aumento significativo no conteúdo energético e valores nutricionais”, comemorou o bioquímico Changcheng Xu que coordenou o trabalho do Laboratório Brookhaven.
A chave está no fato de que os óleos conseguem armazenar o dobro das calorias contidas no mesmo volume de carboidratos que formam o grosso da biomassa de folhas, caules e demais tecidos vegetais. Embora todos os tecidos das plantas possam produzir óleos, as plantas evoluíram para que esses compostos se acumulem principalmente nas sementes onde têm a função de fornecer energia durante a fase de germinação. Já os demais tecidos que possuem necessidades energéticas menos intensas, acumulam proporcionalmente menos óleos.
A ideia do projeto é encontrar formas de reprogramar o DNA das plantas para torná-las matérias-primas mais eficazes.
Genes
Inicialmente os pesquisadores tentaram adaptar estratégias que já haviam se mostrado eficientes em aumentar a produção de óleos nas sementes. Contudo, os resultados iniciais foram desanimadores. Surgiram problemas de crescimento e desenvolvimento nos espécimes modificados.
A chave da descoberta aconteceu quando os pesquisadores desativaram uma enzima chamada PDAT. “Isso não afetou a síntese de óleos nas sementes ou provocou qualquer problemas nas plantas, mas diminuiu consideravelmente a produção e acúmulo de óleos nas folhas”, conta Xu. Em contraste ao aumentarem a expressão do gene responsável pela produção dessa enzima em particular, os pesquisadores multiplicaram por 60 a produção de óleos nas folhas.
O que pareceria um sucesso estrondoso acabou se provando um segundo fracasso. Ao contrário do que acontece nas sementes onde o óleo se acumula em gotículas protegidas por proteínas chamadas oleosinas, nos tecidos vegetais comuns o óleo ficava exposto à ação de outras enzimas que acabam degradando-o. Eventualmente os pesquisadores identificaram um segundo conjunto de genes que permitiu a produção de oleosinas também nas folhas.
O esforço extra valeu a pena: em conjunto as duas modificações levaram a um aumento de 130 vezes no conteúdo de óleos das plantas do grupo de controle.
Aumento
Selecionando variedades que naturalmente já produziam mais óleo e adotando a mesma estratégia, os pesquisadores conseguiram um aumento de 170 vezes no teor de óleo médio. No final, os lipídios já correspondiam a 10% do peso da biomassa seca.
“Os estudos foram feitos em plantas usadas em laboratório, então ainda precisamos verificar se essa estratégia funcionaria em culturas bioenergéticas ou alimentares”, avisa Xu. Mas se tudo funcionar adequadamente ele estima que a biomassa das folhas e caules da canola produziriam quase o dobro do óleo que hoje é obtido apenas com as sementes da planta.
Fábio Rodrigues – BiodieselBR.com
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Brookhaven anunciaram na semana passada terem identificado um conjunto de genes responsáveis por controlar a produção e acúmulo de óleos nos tecidos vegetais. Isso abre um novo caminho para que a engenharia genética aumente radicalmente a disponibilidade de óleos vegetais para a produção de biocombustíveis. O Laboratório de Brookhaven é a principal instalação de pesquisa do Departamento de Energia (DOE) do governo dos Estados Unidos.
Embora a fonte mais abundante de biomassa vegetal sejam as folhas e outros tecidos, eles têm um teor de óleo muito baixo, o que limita a quantidade de matéria-prima disponível. A descoberta dos pesquisadores norte-americanos pode aumentar o teor energético da biomassa. Isso teria implicações realmente dramáticas na produtividade tanto de culturas voltadas à produção de biocombustíveis quanto na produção de forragens para a alimentação animal. “Se pudermos transferir essa estratégia para culturas (...) haveria um aumento significativo no conteúdo energético e valores nutricionais”, comemorou o bioquímico Changcheng Xu que coordenou o trabalho do Laboratório Brookhaven.
A chave está no fato de que os óleos conseguem armazenar o dobro das calorias contidas no mesmo volume de carboidratos que formam o grosso da biomassa de folhas, caules e demais tecidos vegetais. Embora todos os tecidos das plantas possam produzir óleos, as plantas evoluíram para que esses compostos se acumulem principalmente nas sementes onde têm a função de fornecer energia durante a fase de germinação. Já os demais tecidos que possuem necessidades energéticas menos intensas, acumulam proporcionalmente menos óleos.
A ideia do projeto é encontrar formas de reprogramar o DNA das plantas para torná-las matérias-primas mais eficazes.
Genes
Inicialmente os pesquisadores tentaram adaptar estratégias que já haviam se mostrado eficientes em aumentar a produção de óleos nas sementes. Contudo, os resultados iniciais foram desanimadores. Surgiram problemas de crescimento e desenvolvimento nos espécimes modificados.
A chave da descoberta aconteceu quando os pesquisadores desativaram uma enzima chamada PDAT. “Isso não afetou a síntese de óleos nas sementes ou provocou qualquer problemas nas plantas, mas diminuiu consideravelmente a produção e acúmulo de óleos nas folhas”, conta Xu. Em contraste ao aumentarem a expressão do gene responsável pela produção dessa enzima em particular, os pesquisadores multiplicaram por 60 a produção de óleos nas folhas.
O que pareceria um sucesso estrondoso acabou se provando um segundo fracasso. Ao contrário do que acontece nas sementes onde o óleo se acumula em gotículas protegidas por proteínas chamadas oleosinas, nos tecidos vegetais comuns o óleo ficava exposto à ação de outras enzimas que acabam degradando-o. Eventualmente os pesquisadores identificaram um segundo conjunto de genes que permitiu a produção de oleosinas também nas folhas.
O esforço extra valeu a pena: em conjunto as duas modificações levaram a um aumento de 130 vezes no conteúdo de óleos das plantas do grupo de controle.
Aumento
Selecionando variedades que naturalmente já produziam mais óleo e adotando a mesma estratégia, os pesquisadores conseguiram um aumento de 170 vezes no teor de óleo médio. No final, os lipídios já correspondiam a 10% do peso da biomassa seca.
“Os estudos foram feitos em plantas usadas em laboratório, então ainda precisamos verificar se essa estratégia funcionaria em culturas bioenergéticas ou alimentares”, avisa Xu. Mas se tudo funcionar adequadamente ele estima que a biomassa das folhas e caules da canola produziriam quase o dobro do óleo que hoje é obtido apenas com as sementes da planta.
Fábio Rodrigues – BiodieselBR.com
