Tecnologia Científica

As bactanãrias podem ser a chave para o armazenamento de energia, biocombusta­veis
No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada 'sudoku nocaute', que Barstow e seus colegas inventaram para permitir que eles inativassem genes um a um, a fim de contar suas funa§aµes.
Por Krishna Ramanujan - 31/08/2021


Crédito: Unsplash 

Bioengenheiro Cornell Buz Barstow, Ph.D. '09, estãotentando resolver um grande problema: como construir um sistema de baixo custo, ambientalmente correto e em grande escala para armazenar e recuperar energia de fontes renova¡veis, como ea³lica e solar. Atualmente, não existem manãtodos sustenta¡veis ​​de armazenamento de energia verde, pois as baterias são ta³xicas para o meio ambiente.

A resposta pode vir em um pequeno pacote; uma bactanãria chamada Shewanella oneidensis. O micróbio leva elanãtrons para o seu metabolismo e usa a energia para fazer precursores essenciais para "fixar" o carbono, o que ocorre quando as plantas ou organismos retiram o carbono do CO2 e o adicionam a uma molanãcula orga¢nica, geralmente um açúcar. Barstow estãotrabalhando para criar uma nova bactanãria que daª um passo adiante, usando essas moléculas precursoras para fazer moléculas orga¢nicas, como os biocombusta­veis.

Um novo estudo, "Identificação de uma via para captação de elanãtrons em Shewanella oneidensis", publicado em 11 de agosto na Communications Biology , descreve pela primeira vez um mecanismo em Shewanella que permite ao micróbio levar energia para seu sistema para uso em seu metabolismo.

"Ha¡ apenas um número muito pequeno de micróbios que podem realmente armazenar eletricidade renova¡vel", disse Barstow, professor assistente de engenharia biológica e ambiental na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida e autor saªnior do artigo. Ele acrescentou que ainda menos micróbios podem fixar CO 2 .   

"Queremos fazer um", disse Barstow. "E para fazer isso precisamos conhecer os genes que estãoenvolvidos em colocar os elanãtrons na canãlula".

No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada 'sudoku nocaute', que Barstow e seus colegas inventaram para permitir que eles inativassem genes um a um, a fim de contar suas funções.

"Na³s descobrimos que muitos genes que já conheca­amos para tirar elanãtrons da canãlula também estãoenvolvidos na obtenção de elanãtrons", disse Barstow. "Então, também descobrimos esse conjunto totalmente novo de genes que ninguanãm nunca viu antes e que são necessa¡rios para colocar os elanãtrons na canãlula."

Primeira autora Annette Rowe, Ph.D. '11, um professor assistente de microbiologia da Universidade de Cincinnati, identificou o caminho que esses genes facilitam para mover os elanãtrons para o metabolismo de Shewanella.

Acontece que o caminho para a conversão de dia³xido de carbono em açúcares e, em última análise, em biocombusta­veis éextremamente eficiente, poderia ser ampliado e barato para operar. Os pesquisadores identificaram genes homa³logos em muitos gêneros diferentes de bactanãrias, levando-os a suspeitar que antes que a vida na Terra desenvolvesse a fotossa­ntese, as bactanãrias podem ter empregado um caminho semelhante que usava elanãtrons da oxidação do ferro para extrair carbono do dia³xido de carbono para uso na produção de açúcares.

"Quando construa­mos um micróbio que pode comer elanãtrons, o que estamos fazendo agora, ele vai incorporar esses genes", disse Barstow. Ele planeja comea§ar adicionando os genes a  Escherichia coli, uma bactanãria altamente estudada e fa¡cil de trabalhar. Bactanãrias projetadas alimentadas por elanãtrons abrem a porta para o uso de energia renova¡vel para fazer biocombusta­veis, alimentos, produtos químicos e sequestro de carbono.

 

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