Tecnologia mapeou 28 mil metabólitos e pode acelerar novos produtos renováveis

Uma plataforma que integra diferentes técnicas de análise molecular pode acelerar o desenvolvimento de bioinsumos e outros produtos de base renovável no Brasil. A tecnologia foi desenvolvida pela pesquisadora Patrícia Abdelnur, da Embrapa Agroenergia, durante estudo realizado no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental, na Alemanha.

O trabalho combina metabolômica, proteômica e fluxômica para compreender o funcionamento de microrganismos e identificar caminhos para tornar processos biotecnológicos mais eficientes. A pesquisa resultou em um banco de dados com mais de 28 mil metabólitos e cerca de 1.700 proteínas anotadas.

Nos testes realizados em biorreatores de laboratório, os pesquisadores trabalharam com uma linhagem modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae. O objetivo foi ampliar a produção de ácido p-hidroxibenzoico, conhecido como PHBA, composto utilizado como precursor na fabricação de polímeros, fármacos, cosméticos e insumos agrícolas.

Análise identifica gargalos na produção

Para acompanhar o comportamento das células, o estudo utilizou análise de fluxo metabólico com carbono marcado. A técnica permite identificar gargalos nas rotas utilizadas pelo microrganismo e apontar etapas que podem ser modificadas para elevar a eficiência do processo produtivo.

A otimização também chegou às condições de fermentação. A concentração de glicose utilizada no meio de cultivo foi reduzida de 20 gramas por litro para 10 gramas por litro, diminuindo o custo dos experimentos com marcadores isotópicos.

As análises mostraram ainda que as linhagens modificadas direcionaram sua rota metabólica de maneira contínua para a produção de PHBA. O conhecimento dessas etapas pode ajudar no desenvolvimento de microrganismos voltados à produção industrial de moléculas específicas.

“Desenvolver novos produtos de base renovável para substituir combustíveis fósseis é um dos grandes desafios atuais e a integração das ciências ômicas impulsiona esse desenvolvimento”, afirma Patrícia.

Acervo reúne mais de 20 mil microrganismos

Uma das possibilidades abertas pelo trabalho é aplicar a metodologia ao banco de microrganismos mantido pela Embrapa. O acervo reúne mais de 20 mil ativos da biodiversidade brasileira que podem ser avaliados em busca de cepas com potencial para produzir bioinsumos, ingredientes funcionais e outras moléculas de interesse agroindustrial.

A estratégia também pode contribuir para ampliar a produção nacional de compostos químicos de maior valor agregado a partir de biomassa. A indústria química brasileira mantém elevada dependência de produtos importados, enquanto processos biotecnológicos podem abrir novas rotas de produção com matérias-primas renováveis.

Segundo dados citados no estudo, com base na Associação Brasileira da Indústria Química, o déficit comercial na área de produtos químicos finos foi estimado em US$ 48,7 bilhões em 2024, equivalente a cerca de R$ 270 bilhões.

O projeto foi desenvolvido em parceria com o grupo liderado por Jens Olaf Krömer, no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental. Segundo Patrícia, uma nova proposta já foi submetida a uma agência de fomento para aplicar a estratégia desenvolvida na produção de outro bioproduto.