São Paulo (AUN - USP) - Pesquisas conduzidas pelo professor Marcos Silveira Buckeridge e sua equipe do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP) mostram que é possível produzir mais biocombustível a partir de menos cana-de-açúcar se o genoma da planta for descoberto. A cana-de-açúcar é matéria-prima para a produção do álcool ou etanol, visado para substituir os combustíveis fósseis na geração de energia, por ser mais barato e menos poluente.

Ao longo de um ano, o professor Buckeridge e seus colegas desenvolveram experimentos com plantas de cana em alto gás carbônico (CO2): cerca de 720ppm, uma concentração esperada para os anos 2050. Nessas condições, a cana produziu 60% a mais de biomassa [quantidade de matéria viva] no caule, armazenou 29% a mais de açúcar e 20% a mais de fibras.

Os cientistas do IB descobriram que há quatro genes que aumentam com essa alta concentração de CO2, relacionados à captação de luz na fotossíntese. Manipulando esses genes, pode-se aumentar o acúmulo de biomassa, sem depender de aumentar o CO2. Isso faria com que a cana-de-açúcar gerasse mais etanol.

Atualmente, apenas um terço da biomassa da cana-de-açúcar pode ser transformada em combustível para a geração energia. “Se fizermos etanol também da parte não-comestível da planta, podemos duplicar essa a produtividade”, afirma o professor Buckeridge. “Para conseguir isso, precisamos saber mais sobre a estrutura da planta”.

Outra maneira de se aumentar a produtividade da cana na geração de etanol é utilizando os açúcares de suas paredes celulares [na imagem abaixo, em verde]. A parede ocorre nas células de todas as plantas e é composta de polissacarídeos. Estes são cadeias formadas por açúcares menores, os monossacarídeos, cujas ligações liberam grande energia ao serem quebradas.

Crédito: Anatomy/ Ivan Stalio

É possível quebrar essas ligações, utilizando as enzimas [substâncias que aceleram as reações químicas] certas. As quebras dos polissacarídeos geram muito mais energia do que os procedimentos convencionais, em que parte da cana é queimada ou tratada com ácidos.

O problema é que a parede celular da cana tem uma composição complexa, que necessita de enzimas muito específicas para quebrar apenas as ligações químicas desejadas. “É como desmontar um equipamento complexo”, explica Buckeridge, “usando todas as ferramentas corretas, a desmontagem é rápida e eficiente, não exigindo grandes gastos por parte do desmontador. Se não tivermos as ferramentas apropriadas, a desmontagem torna-se ineficiente”.

Para desmontar as ligações superenergéticas das paredes celulares da cana, será necessário conhecer toda a “arquitetura” da parede celular, ou seja, cada tipo de ligação entre seus açúcares. Além disso, é preciso usar um conjunto de enzimas (de microrganismos e/ou da própria cana), que desmonte tudo e produza açúcares que possam ser fermentados, gerando o álcool.

Os cientistas do IB já identificaram parte dos genes ligados ao funcionamento da parede celular da cana e descobriram a estrutura química de seus polissacarídeos, obtendo um mapa das ligações químicas a serem quebradas: “Temos as chaves e as fechaduras dentro da própria cana”, diz Buckeridge.

Para ele, esta é uma das justificativas mais importantes para que o genoma completo da cana-de-açúcar seja sequenciado. Sem este, as pesquisas em torno do bioetanol não terão acesso aos genes que controlam processos importantes na cana, como os da quebra e montagem de açúcares. Se o genoma for alcançado, o professor do IB considera que “não só abriremos novos mercados para o bioetanol brasileiro e todas as tecnologias a ele associadas, mas também auxiliaremos na diminuição do efeito das emissões de CO2 e nas mudanças climáticas associadas”.