Uma equipe do Laborata³rio Nacional de Brookhaven (BNL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos criou uma planta que produz mais a³leo ao manipular a disponibilidade de açúcar para a sa­ntese de a³leo. A equipe, liderada por John Shanklin do BNL, alcana§ou esses resultados usando folhas da planta de crescimento rápido Arabidopsis, para imitar células-tronco de plantas como cana-de-energia e Miscanthus.

O trabalho éparte de um projeto de design de biossistemas liderado pela Universidade de Illinois chamado a“leo Renova¡vel Gerado com Caneta de Energia Ultraprodutiva (ROGUE) para desenvolver duas das culturas de biomassa americanas mais produtivas - cana de energia e Miscanthus - para acumular um suprimento abundante e sustenta¡vel de a³leo que pode ser usado para produzir biodiesel, combusta­vel de biojato e bioprodutos.

O projeto atual, "Mobilizar açúcar vacuolar aumenta o acaºmulo vegetativo de triacilglicerol", baseia-se em um trabalho anterior do grupo Shanklin publicado em 2017. Esse trabalho mostrou que simultaneamente prejudicar a exportação de açúcar das folhas enquanto bloqueia a sa­ntese de amido desvia os açúcares produzidos pela fotossa­ntese em a¡cidos graxos e sa­ntese de a³leo.

"O aspecto inovador deste trabalho foi minimizar o acaºmulo de açúcar em um grande compartimento de armazenamento celular chamado vacaºolo", disse Sanket Anaokar, pesquisador associado do BNL. "Nossa abordagem foi bloquear o movimento do açúcar no vacaºolo e maximizar sua exportação. Quando essas manipulações genanãticas foram feitas em plantas que também são bloqueadas na sa­ntese de amido, a canãlula canalizou o açúcar extra em a³leo."

Anaokar continuou explicando que um benefa­cio inesperado da abordagem do grupo foi que parte do açúcar remobilizado diminuiu os atrasos de crescimento normalmente vistos quando a quantidade de açúcar exportado das folhas e amidos éreduzida. O grupo vai pegar o que aprendeu no trabalho com a Arabidopsis e compartilhar com outros pesquisadores da ROGUE, agilizando o ciclo de inovação.

"a‰ muito mais difa­cil e demorado fazer maºltiplas manipulações de genes em cana de energia, enquanto com Arabidopsis podemos rapidamente desenvolver e testar diferentes modificações genanãticas e de biologia molecular para identificar as combinações mais eficazes", disse Shanklin, presidente do Departamento de Biologia do BNL e pesquisador da ROGUE . "Assim que validarmos uma abordagem usando nosso sistema modelo, podemos passar esse conhecimento para outros pesquisadores ROGUE para implantar nas plantas de cultivo de biomassa de crescimento mais lento ."

A pesquisa de Shanklin éapenas uma das maneiras pelas quais a ROGUE estãotrabalhando para aumentar a disponibilidade de biocombusta­veis sustenta¡veis ​​e reduzir o uso de produtos petroqua­micos.

"Esta prova de conceito na planta modelo Arabidopsis agora nos mostra que vale a pena mudar para cana de energia e Miscanthus como um passo fundamental para tornar essas fontes via¡veis ​​de grandes quantidades de a³leo para conversão em biodiesel e combusta­vel de biojet", disse o Diretor da ROGUE Stephen Long , Ikenberry Endowed University Chair of Crop Sciences and Plant Biology no Illinois 'Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

Este estudo foi publicado na Frontiers in Plant Science .