"A Gestão Ambiental a nível nacional, regional e global é fundamental para alcançar a sustentabilidade do meio ambiente" - Programa das Nações Unidas Para o Meio Ambiente/PNUMA
A FAPESP anuncia, no âmbito de seu Programa de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), uma chamada de propostas para apoiar o desenvolvimento de estudos científicos em prol da valorização de resíduos urbanos e agroindustriais, sólidos e líquidos, com aplicação na bioenergia.
A chamada é uma iniciativa conjunta da FAPESP com a Secretaria de Infraestrutura e Meio Ambiente do Estado de São Paulo (SIMA), no âmbito do Protocolo de Intenções assinado entre as duas instituições em fevereiro de 2021. A FAPESP reservou R$ 13 milhões para apoiar os projetos aprovados.
Pesquisadores do estado de São Paulo devem elaborar propostas de acordo com as seis áreas temáticas e prioritárias da chamada, que abrangem diversas questões ligadas à produção de bioenergia a partir de resíduos, tais como: tratamento e pré-processamento de resíduos; desenvolvimento de rotas de conversão e aplicação de conceitos de economia circular com fins de redução do impacto ambiental; otimização dos sistemas regionais de coleta e tratamento com vistas à produção de bioenergia; superação de barreiras culturais, institucionais e políticas para a implantação desses sistemas; e processos de produção e uso de biometano e hidrogênio a partir de biogás, entre outras.
Ao estruturar os projetos, os interessados devem considerar, além dos temas, as normas e condições das cinco modalidades de apoio por meio dos quais a FAPESP apoiará as propostas selecionadas – são três instrumentos de fomento à pesquisa (Auxílio à Pesquisa – Regular, Auxílio à Pesquisa – Temático, Auxílio à Pesquisa – Jovem Pesquisador) e outros dois de fomento à inovação (Programa de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica – PITE e Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas – PIPE).
A duração do projeto e os critérios elegibilidade exigidos ao proponente variam de acordo com a modalidade de apoio pretendida, assim como o formato dos roteiros que devem balizar a proposta de pesquisa.
A chamada aceitará submissões, apenas por meio do SAGe, até 31 de março de 2022.
No dia 26 de novembro, às 9h30, a FAPESP realizará um evento para apresentação da chamada e esclarecimento de dúvidas.
Tornar a química verde – isto é, reduzir o impacto ambiental dos resíduos gerados pela indústria e pelos laboratórios – foi um dos critérios adotados pela Real Academia Sueca de Ciências para outorgar o Prêmio Nobel de Química de 2021 ao alemão Benjamin List e ao britânico David MacMillan.
De maneira independente, ambos desenvolveram uma terceira classe de catalisadores. Estes não são nem metais, utilizados em larga escala em produtos comerciais como as baterias de automóveis, cujo descarte é altamente impactante para o meio ambiente. Nem enzimas, que os nossos próprios corpos e outros organismos biológicos utilizam na fabricação das moléculas necessárias para a vida.
Esse terceiro caminho, chamado de organocatálise assimétrica, baseia-se no uso de pequenas moléculas orgânicas. Compostos por um arcabouço de átomos de carbono, aos quais se agregam outros elementos químicos, como oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo, os organocatalisadores assimétricos são baratos e amigáveis ao meio ambiente (eco-friendly).
São chamados de “assimétricos” porque possibilitam que a reação química produza apenas a molécula de interesse – e não sua contraparte quiral [isto é, outra molécula cuja estrutura corresponda à imagem especular da primeira, como ocorre com nossas mãos direita e esquerda]. Essa precisão é necessária para a fabricação de produtos farmacêuticos.
Colaboração duradoura
Nascido em 1968 e atualmente diretor do Max-Planck Institut für Kohlenforschung, em Mülheim-an-der-Rhur (Instituto Max Planck para Pesquisa sobre Carvão), na Alemanha, Benjamin List tem um longo histórico de colaboração com o Laboratório de Síntese de Produtos Naturais e Fármacos (LSPNF) do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (IQ-Unicamp).
O brasileiro José Tiago Menezes Correia, atualmente pós-doutorando na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), trabalhou com List no Instituto Max Planck na época em que fazia seu doutorado no IQ-Unicamp, realizado com bolsa da FAPESP e orientação de Fernando Coelho, agora pró-reitor de Extensão e Cultura da Unicamp.
A estadia de Correia na Alemanha foi financiada pela FAPESP por meio de Bolsa no Exterior - Estágio de Pesquisa e resultou no artigo Catalytic Asymmetric Conjugate Addition of Indolizines to alfa,beta-Unsaturated Ketones, assinado conjuntamente por Correia, Coelho e List e publicado no periódico Angewandte Chemie International Edition.
“Desenvolvemos uma metodologia de adição catalítica de uma classe de substâncias denominadas indolizinas a cetonas insaturadas. Até aquele momento não existia na literatura relatos de estratégias de funcionalização assimétrica dessa classe de moléculas. Fomos bem-sucedidos em catalisar a reação empregando o ácido fosfórico quiral orgânico (S-TRIP), que foi um dos primeiros organocatalisadores assimétricos descritos pelo grupo de List”, disse Correia à Agência FAPESP.
Coelho acrescenta que os heterociclos nitrogenados obtidos com essa metodologia de catálise assimétrica foram utilizados como substratos para a síntese de derivados que apresentaram, em trabalhos realizados posteriormente, um bom perfil como inibidores seletivos da tubulina (proteínas que compõem os microtúbulos existentes no citoesqueleto celular), podendo ser utilizados como candidatos potenciais para o desenho de novos agentes antitumorais seletivos.
“O professor List esteve várias vezes conosco no Brasil. É uma pessoa extremamente cordial e bem-humorada. Estamos preparando mais um aluno para estagiar com ele no Instituto Max Planck”, afirmou Coelho.
Esses traços de personalidade do novo “Prêmio Nobel” são confirmados por Correia. “Ao iniciar minhas atividades na Alemanha, ele me disse que o meu limite seria a minha criatividade, uma vez que a estrutura do instituto e do seu laboratório me permitiriam trabalhar com qualquer química que eu quisesse. De fato, a estrutura que ele montou no Instituto Max Planck é o ‘laboratório dos sonhos’ de qualquer pesquisador. Além disso, Ben, como todos nós o chamávamos, estava sempre com paciência e disposição para conversar sobre o andamento dos projetos”, disse.
Estudo publicado na revista Frontiers in Genetics sugere que a exposição ao chumbo – mesmo em concentrações consideradas seguras – pode causar modificações no DNA cujos impactos à saúde ainda são desconhecidos.
As alterações foram detectadas em células do sangue de trabalhadores da indústria de baterias automotivas, que tem o metal como uma de suas principais matérias-primas. A concentração de chumbo nas amostras dos 85 voluntários – em média 20 microgramas por decilitro de sangue (20 µg/dl) – estava abaixo do que a legislação brasileira define como máximo tolerável (60 µg/dl). Estudos realizados na China mostraram concentrações na faixa de 40 µg/dl no sangue de trabalhadores daquele país.
“O que os estudos vêm sugerindo, ainda que de forma incipiente, é que baixas exposições ao chumbo podem ter relação com eventos moleculares que precedem problemas neurológicos e hematológicos”, explica Gustavo Rafael Mazzaron Barcelos, professor do Instituto de Saúde e Sociedade (ISS) da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), em Santos.
O trabalho integra um projeto financiado pela FAPESP e envolveu também pesquisadores das universidades de São Paulo (USP), Federal do ABC (UFABC), Anhembi Morumbi e Nova de Lisboa (Portugal).
Ainda que as baixas doses de chumbo não estejam diretamente relacionadas com problemas de saúde, Barcelos alerta que o fato de causarem alterações no DNA devem acender um alerta. “Não dá para chamar essas concentrações de seguras. Seria ótimo ter o mínimo de exposição ao chumbo, mas também existe um sistema industrial que depende da produção do metal. É preciso ter boas políticas públicas para minimizar a exposição”, avalia.
No país, explica o pesquisador, quando a concentração de chumbo ultrapassa os 60 µg/dl, o Sistema Único de Saúde (SUS) e a Previdência Social precisam ser notificados.
Alteração bioquímica
O estudo conduzido na Unifesp investigou um tipo de modificação bioquímica no DNA conhecido como metilação, que ocorre quando a molécula recebe a adição de um radical metil (CH3) e isso muda a forma como os genes se expressam. Não se trata de uma alteração genética (mutação) e sim epigenética (mudança no padrão de expressão gênica induzida por fatores ambientais, como a exposição ao chumbo).
“Avaliamos a metilação do DNA, que é uma das modificações epigenéticas que ocorrem principalmente nas chamadas regiões promotoras, que controlam a função dos genes. Quando a metilação dessas regiões sofre tais alterações, a síntese das proteínas pode também estar desregulada, o que pode ser um problema. Há evidências de que a exposição ao chumbo é capaz de inibir uma enzima chamada DMNT1, responsável justamente pelo controle da metilação do DNA. Nas amostras analisadas, encontramos em abundância o microRNA miR-148a, que tem como alvo justamente o gene da DMNT1”, conta Marilia Ladeira de Araújo, primeira autora do artigo, produzido durante seu doutorado no ISS-Unifesp. Parte das análises foi feita durante estágio de pesquisa na Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Nova de Lisboa, em Portugal.
Como explicam os autores, microRNAs são pequenas moléculas de RNA que não contêm informações para a síntese de proteínas, mas que são capazes de se ligar a genes codificadores e modular sua expressão. O miR-148, por exemplo, aparentemente se liga ao gene que codifica a proteína DMNT1 e impede que ela seja produzida. Sem essa enzima o controle da metilação do DNA fica alterado.
Detecção
Em um trabalho anterior, o grupo havia detectado a diminuição global da metilação do DNA na mesma população de trabalhadores, cujas amostras foram colhidas em fábricas no Estado do Paraná. O artigo foi parte do mestrado de Paula Pícoli Devóz na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP), com bolsa da FAPESP.
Os pesquisadores então queriam saber se haveria algum biomarcador que indicasse a diminuição na metilação do material genético e elencaram uma série de microRNAs que poderiam estar associados com esse evento. Foi observado um aumento significativo do miR-148a, conhecido na literatura científica por várias funções. Entre elas, sua ocorrência pode estar associada a danos ao DNA, a processos inflamatórios e ao estresse oxidativo, eventos relacionados com o desenvolvimento de diversas patologias multifatoriais, como doenças neurodegenerativas e câncer, por exemplo.
“A vantagem de usar o miR-148a como um biomarcador associado a distúrbios epigenéticos induzidos pela exposição ao chumbo é que estas alterações em sua expressão podem preceder diversos distúrbios celulares, tais como estresse oxidativo e morte celular, por exemplo. Não sabemos dizer ainda se a diminuição da metilação do DNA terá impactos negativos, uma vez que analisamos o status global desse parâmetro ao longo de todo o DNA. Porém, sabemos agora que ele é um potencial biomarcador desse estado”, afirma Barcelos.
Uma das ideias do pesquisador para o prosseguimento da pesquisa – assim que a pandemia de COVID-19 permitir – é coletar novas amostras da mesma população ao longo dos anos. O objetivo é verificar se os efeitos da exposição em baixas concentrações são persistentes e como o organismo pode se adaptar a ela.
O artigo Association Between miR-148a and DNA Methylation Profile in Individuals Exposed to Lead (Pb) pode ser lido em: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2021.620744.
Uma ferramenta que irá indicar com precisão o local de ocorrências de danos ambientais que são objeto de ações na Justiça. Este é o SireneJud, cujo protótipo será apresentado nesta terça-feira (10/8), às 14h, durante reunião do Observatório do Meio Ambiente do Poder Judiciário, com transmissão ao vivo pelo canal do CNJ no YouTube.
A apresentação será feita pelo secretário especial de Programas, Pesquisa e Gestão Estratégica do Conselho Nacional de Justiça (CNJ), Marcus Livio Gomes, que vai detalhar as possibilidades de utilização da solução, de forma ativa e passiva, pelas unidades judiciárias ambientais. O SireneJud foi instituído pelo CNJ e pelo Conselho Nacional do Ministério Público (CNMP) em 15 de junho de 2021.
Outra ação que está sendo realizada pelo CNJ para fortalecer e qualificar a tramitação dos processos ambientais no Judiciário é a reorganização das Tabelas Processuais Unificadas (TPUs). Essas tabelas uniformizam dados e informações sobre as ações judiciais em todos os tribunais brasileiros, o que apoia uma melhor gestão e uma geração de informação consolidada sobre o tema em todo o país.
A juíza auxiliar da Presidência do CNJ Ana Lúcia Andrade de Aguiar vai apresentar a indicação, nas TPUs, das alterações nos níveis hierárquicos do Direito Ambiental, com destaque para a autonomia na classificação. Além disso, vai trazer uma atualização sobre proposta sobre crimes ambientais.
Amazônia
A regularização fundiária e os desafios ambientais na Amazônia Legal serão tratados pelo juiz federal da Vara Única da Subseção Judiciária de Itaituba (PA), unidade do Tribunal Regional Federal da 1ª Região (TRF1), Domingos Daniel Moutinho da Conceição Filho. Já o juiz auxiliar da presidência do Tribunal de Justiça do Amazonas (TJAM), Jorsenildo Dourado do Nascimento, vai apresentar sugestões para o aperfeiçoamento da prestação jurisdicional ambiental na Amazônia.
No encontro, também serão apresentados dois novos membros do Observatório do Meio Ambiente: o pesquisador e colaborador do Instituto de Estudos Avançados da Universidade de São Paulo (USP), Carlos Afonso Nobre, e o pesquisador Ernst Gotsch. A reunião será presidida pelo presidente do CNJ, ministro Luiz Fux, com participação de conselheiros e conselheiras, além de membros do colegiado.
Como o Sistema de Justiça pode atuar para aprimorar a tutela do meio ambiente, contribuindo para que o país cumpra as metas da Agenda 2030 das Nações Unidas sobre proteção ambiental e combate às mudanças climáticas? Para apontar caminhos, será realizado na terça-feira (22/6), a partir das 9h, o “Webinário Clima e Florestas Públicas – Agenda 2030”, com transmissão ao vivo pelo canal do Superior Tribunal de Justiça (STJ), no YouTube.
O encontro vai reunir representantes do Judiciário, do Executivo, de entidades internacionais, do Ministério Público e das associações de cartórios para debater, entre outras questões, como os Laboratórios de Inovação e o recém-aprovado SireneJud – base de dados que acompanha o desmatamento em terras indígenas e florestas públicas e serve de insumo para atuação do Judiciário e do Ministério Público – podem contribuir para a agenda ambiental e climática.
O presidente do STJ, ministro Humberto Martins, estará na abertura, junto com a conselheira Maria Tereza Uille Gomes, do Conselho Nacional de Justiça (CNJ), e a presidente do Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável, Marina Gross. A conselheira do CNJ ainda participa do primeiro painel, às 10h, com o tema “Mudança climática, florestas e Acordo de Paris. SireneJud”, junto com secretário especial de Programas, Pesquisas e Gestão Estratégica do CNJ, Marcus Lívio Gomes, e Carlos Vinícius Alves Ribeiro, membro auxiliar da Presidência do Conselho Nacional do Ministério Público (CNMP).
Ao longo do dia, também serão discutidos temas como registros públicos, dados e cadastros administrativos sobre florestas públicas e terras indígenas e a importância das corregedorias na interseção com as serventias extrajudiciais.
Às 16h, tem painel sobre a indexação do número único dos processos ao município ou local do dano ambiental, com a conselheira do CNJ Flávia Pessoa, as juízas auxiliares do CNJ Ana Lúcia Aguiar e Lívia Marques Peres, o secretário-geral do Conselho da Justiça Federal (CJF), Marcio Luiz Coelho de Freitas, e o delegado da Polícia Federal Rubens Lopes.
Uma nova ferramenta irá auxiliar o Poder Judiciário na verificação e no controle da poluição e do desmatamento das florestas, garimpo ilegal e uso ilegal da terra, entre outros crimes ambientais previstos em lei. O SireneJud utiliza a base de dados de vários órgãos públicos e privados e estará à disposição das investigações e inquéritos policiais e da Justiça para esclarecer e contribuir para a realização da reparação de danos ambientais.
Os detalhes do também denominado Painel Interativo Nacional de Dados Ambiental e Interinstitucional foram apresentados, nessa terça-feira (15/6), ao Observatório do Meio Ambiente do Poder Judiciário. O projeto atende a propostas construídas pelos integrantes da sociedade civil que compõem o colegiado coordenado pelo ministro Luiz Fux. As diretrizes de funcionamento do SireneJud foram aprovadas em sessão conjunta pelo Conselho Nacional de Justiça (CNJ) e o Conselho Nacional do Ministério Público (CNMP).
“A partir de agora, todas as ações ambientais passarão a ser georeferenciadas, permitindo que o Judiciário tenha a exata noção do dano ambiental a ser reparado. Com o Painel, o Judiciário deixa de ser um mero espectador para ser um agente ativo no combate ao desmatamento florestal”, explicou o secretário Especial de Programas, Pesquisas e Gestão Estratégica do CNJ e juiz auxiliar da Presidência do conselho, Marcus Lívio Gomes. Ele afirmou que o SireneJud amplia a transparência dos dados do Poder Judiciário e contribuirá também para a mensuração do acervo processual ambiental. Os dados também servirão de base para a formulação de políticas públicas voltadas ao meio ambiente.
O painel contará com informações disponíveis sobre a tramitação processual no país da Base Nacional de Dados do Poder Judiciário (Datajud). Por meio dele, a área em questão poderá ser localizada tanto em ações judiciais em curso quanto naquelas que já foram julgadas ou baixadas. Será possível filtrar ações semelhantes, com informações sobre tempo de julgamento e andamento do processo e ainda a instância em que tramita. Esses dados poderão ser cruzados a fim de solucionarem suspeitas de crimes, cumprimentos de Termos de Ajustes de Conduta (TACs) ou investigações no âmbito das ações judiciais, para fins de reparação do dano, por exemplo.
O diretor de Projetos do Departamento de Pesquisas Judiciárias do CNJ, Wilfredo Pacheco, lembrou que foi feita uma parametrização de assuntos referentes ao meio ambiente, com mais de 800 mil ações, entre processos já julgados e em andamento, do norte ao sul do país. “A partir daí, criamos camadas de informações relativos aos processos, com distinções variadas. Temos informação sobre o grau em que a ação tramita, município, órgão julgador, se na Justiça Federal ou estadual, além do status do julgamento e do processo, entre outras informações”.
Funcionalidades
Graças à inteligência artificial, ao sensoriamento remoto via satélite e ao geoprocessamento, a plataforma desenvolvida pelo CNJ oferecerá a magistrados e magistradas responsáveis por julgar ações ambientais um mapeamento dinâmico e interativo das áreas envolvidas na ação judicial. A lista de fontes de dados que estarão à mão para o julgamento de ação ambiental é extensa e inclui até o mapa das rodovias brasileiras produzido pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT).
Estará disponível, por exemplo, um mapa de uma área em disputa com dados sobre a propriedade do terreno, extraídos do Cadastro Ambiental Rural (CAR) e do Sistema de Gestão Fundiária (SIGEF). O primeiro sistema é operado pelo Serviço Florestal Brasileiro enquanto o segundo é do Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (Incra), ambos vinculados ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Com poucos cliques, a consulta indicará se a propriedade já foi ou é objeto de processo judicial.
Se o espaço geográfico em análise estiver sobreposto a uma unidade de conservação, floresta ou parque nacional, a sobreposição será identificada no cruzamento do mapa com o Cadastro Nacional de Unidades de Conservação (CNUC), do Ministério do Meio Ambiente. O sistema armazena uma cartografia multidimensional do Brasil, com dados das bacias hidrográficas, zoneamentos ecológico-econômicos, desmatamentos, entre outros.
Nos casos em que a demanda envolver suspeita de crime ambiental, a Justiça poderá sobrepor ao mapa fundiário alertas de desmatamento fornecidos pelo projeto PRODES, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), e do Projeto de Mapeamento Anual do Uso e Cobertura da Terra no Brasil (MapBiomas), uma rede de organizações públicas e do terceiro setor que monitora o uso e a cobertura da terra no Brasil.
Reparação
O pesquisador sênior Adalberto Veríssimo, co-fundador do Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia (Imazon) e membro do Observatório do Meio Ambiente do CNJ, ressaltou a importância do meio ambiente se transformar em uma agenda prioritária para o Judiciário e fez um alerta para que os crimes não fiquem sem punição e nem o meio ambiente sem reparação. “A maioria do desmatamento na Amazônia é ilegal. Esse painel contribuirá para não permitir que esses crimes fiquem impunes, pois saberemos exatamente onde estão os ilícitos ambientais e chegaremos no CPF do infrator. Mas é fundamental que o dano seja reparado, que a área desmatada seja realmente recuperada. E que as multas não fiquem paradas em fundos”.
O pesquisador também afirmou que há boas iniciativas e interesse do setor privado em participar desse engajamento ambiental. E lembrou que o acordo de Paris está longe de ser cumprido pelo Brasil. “Nosso país tem uma meta modesta, de 12 milhões de hectares de reparação, e não resolveu nem 1% disso”.
A diretora global de sustentabilidade da Natura, Denise Hills, elogiou as ações que o Judiciário vem tomando em defesa do meio ambiente e também defendeu a destinação das multas para a reparação dos danos ambientais. “Isso é para que as condenações, de fato, sejam um mecanismo de fomento dessa nova economia de floresta em pé, proporcionando, ao mesmo tempo, alternativa de renda e crescimento sustentável”.
O presidente do Instituto Brasileiro de Proteção Ambiental (PROAM), Carlos Bocuhy, alertou em relação ao desmatamento ilegal na Amazônia e a falta de investimento em pesquisa. “Causa muita preocupação que, na Amazônia, grande parte das espécies não foi catalogada, nem sequer identificada. Desconhecemos o que estamos perdendo em biodiversidade. Muitos animais deixam seus ninhos e não escapam nem do incêndio, nem do desmatamento. Não temos sequer como dimensionar o dano ambiental do qual estamos falando. É preciso investir na pesquisa científica. O que significa essa extração gigantesca e ilegal de madeira? Essa conta precisa ser feita e é pelo Judiciário”.
O ministro do Superior Tribunal de Justiça (STJ) e especialista em Direito Ambiental Herman Benjamin reforçou a importância das medidas tomadas no âmbito do Observatório e citou o ineditismo desse trabalho em todo o mundo. “Saúdo o CNJ e todos que estão, de alguma forma, envolvidos com esse trabalho. O Judiciário brasileiro, liderado pelo ministro Fux, é o primeiro no mundo a ter uma experiência em tecnologia viável para países ricos e pobres que tem a ver com um dos valores intangíveis mais importantes na proteção do meio ambiente que é gerar informação e dar publicidade a essa informação".
Vídeo da 3ª Reunião do Observatório do Meio Ambiente
Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) identificaram no fungo amazônico Trichoderma harzianum uma enzima capaz de degradar biomassa. Além de caracterizar a molécula, os pesquisadores usaram técnicas de engenharia genética para produzi-la em larga escala, reduzindo custos e viabilizando sua utilização industrial.
A descoberta, publicada na revista Scientific Reports, abre caminho para o maior aproveitamento dos resíduos da cana-de-açúcar na fabricação de biocombustíveis, uma vez que o desenvolvimento de um coquetel de enzimas de baixo custo representa um dos principais desafios para a produção de etanol de segunda geração (derivado do bagaço e da palha da cana-de-açúcar).
“A enzima quebra diferentes açúcares presentes em várias fontes de biomassa vegetal, o que a torna muito versátil e interessante não só para a produção de etanol de segunda geração como também para uso na indústria alimentícia e cosmética, por exemplo”, revela Maria Lorenza Leal Motta, pesquisadora do Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG-Unicamp) e primeira autora do artigo.
O trabalho, conduzido durante o mestrado de Motta, bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), contou com apoio da FAPESP para a prospecção de fungos que realizam a degradação de substratos celulósicos e promovem a geração de açúcares livres, que possam ser explorados para a produção de biocombustível.
Nova estratégia de prospecção
Além da descoberta de uma nova enzima para a produção de etanol de segunda geração, o grupo também inova na forma de buscar soluções para a degradação de celulose. “Estamos há alguns anos desenvolvendo uma metodologia de prospecção desses fungos a partir de uma abordagem que envolve evolução, expressão gênica e genoma. Isso é interessante, pois torna nosso trabalho mais assertivo. Com o tempo, estamos criando uma espécie de baú com informações relevantes sobre enzimas com potencial uso para a indústria”, afirma Anete Pereira de Souza, professora do Instituto de Biologia da Unicamp e orientadora de Motta.
A metodologia de prospecção envolve estudos de evolução das linhagens de fungos associados a diferentes ferramentas de análises de variações genéticas, genes, proteínas e metabólitos. “É uma abordagem diferente, que nos permite utilizar vários filtros até chegar a um candidato interessante para ser estudado”, conta.
Com isso, os pesquisadores têm mostrado que os fungos do gênero Trichoderma apresentam grande potencial para a produção de enzimas ativas por carboidratos (CAZYmes), incluindo membros de famílias de glicosídeo hidrolases (GH).
Souza ressalta que quase todas as enzimas utilizadas no Brasil para a degradação de biomassa são importadas e desenvolvidas para o uso de países do Norte global. “A prospecção de enzimas da biodiversidade nacional traz inúmeras vantagens, não só pela redução dos custos como também em ganhos de eficiência na produção de etanol. É mais provável que um fungo da Amazônia esteja mais adaptado para degradar celulose de biomassa em um contexto como o nosso”, explica Souza à Agência FAPESP.
Produção em série
Para descobrir a nova enzima, os pesquisadores utilizaram diferentes linhagens do fungo, sequenciaram seu transcriptoma (conjunto de moléculas de RNA expressas em um tecido) e realizaram anotações funcionais. Com a sequência e técnicas de biotecnologia foi possível produzir as enzimas a partir de bactérias Escherichia coli.
Motta explica que as enzimas pertencentes à família GH54 foram pouco estudadas e exploradas. “O trabalho de caracterização dessa enzima revelou uma série de qualidades físico-químicas interessantes para a indústria que não eram conhecidas até então para essa família de enzimas. Isso sugere que as demais moléculas dessa família ainda pouco conhecidas também possam apresentar características semelhantes às que encontramos”, diz Motta.
Entre as características encontradas está a capacidade de quebrar açúcares presentes nas cadeias laterais da hemicelulose, polissacarídeo complexo formado por vários açúcares e outros componentes que estão presentes no bagaço e na palha da cana-de-açúcar. “Essa enzima produzida de maneira mais rápida e barata em laboratório, por meio da E. coli, apresentou atividade em diferentes tipos de açúcares [galactopironosídeo, arabinopironosídeo e fucopironosídeo] que estão presentes nas cadeias laterais envolvendo a parte central da hemicelulose. Isso mostra que um coquetel enzimático composto por diferentes tipos de enzimas, principalmente as que atuam na remoção dessas cadeias laterais, poderia melhorar a eficiência da conversão da hemicelulose e, consequentemente, dos resíduos de cana-de-açúcar em etanol de segunda geração”, diz Motta.
Isso porque, como ressalta a pesquisadora, as enzimas que atuam na cadeia principal da hemicelulose, como as beta-xilanases e as endo-beta-xilanases, só conseguem ter acesso a ela se as cadeias laterais já tiverem sido removidas. “No caso da produção de etanol, essa nova enzima poderá auxiliar na melhor conversão da hemicelulose em glicose disponível para a fermentação, o que a torna muito interessante comercialmente”, pontua.
Além de apresentar atividade em diferentes substratos, a nova enzima tem uma série de qualidades bioquímicas que a tornam conveniente para o uso em processos industriais. “Ela atua em uma ampla faixa de pH [de 5 a 9] e de temperatura [40°C a 65°C] e, mesmo assim, a atividade relativa permanece acima dos 50%. Isso é interessante porque diversos processos industriais como a fermentação usada para a produção de etanol, por exemplo, ocorrem sob variação de pH e temperatura”, conta.
Outra característica interessante é a necessidade de a enzima ter uma molécula de íons metálicos para que a atividade catalítica seja mantida (metaldependência). “Verificamos que os íons de magnésio foram os que mais influenciaram na atividade da enzima e uma hipótese para isso é que eles ajudam a manter estável a conformação do sítio catalítico da enzima”, explica Motta.
