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O
biólogo Diego Bonatto e a bióloga Heique Bogdawa esperam
desenvolver uma tecnologia brasileira, aproveitando a grande biodioversidade
que o país tem. Eles estão sendo orientados pelo professor
João Antônio Pegas Henriques, do Laboratório de Radiobiologia
Molecular do Centro de Biotecnologia da UFRGS. Esse trabalho vem sendo
desenvolvido há quatro anos e faz parte de um projeto da Comunidade
Européia, que patrocina a pesquisa juntamente com a Fapergs (Fundação
de Apoio à Pesquisa do Rio Grande do Sul). O CNPq e a Capes entraram
com bolsas de doutorado, e a Copersucar dá apoio.
Segundo Heique Bogdawa, a pesquisa requer investimento, porque é
uma área de ponta, que trabalha desde a microbiologia, uma ciência
centenária, até a biologia molecular, relativamente mais
nova e bem mais custosa. Mas depois que se entra na parte molecular do
organismo, a pesquisa fica muito mais dispendiosa do que no começo,
quando se trabalha para caracterizar quem é ela, como ela cresce.
“Com a análise de DNA, a pesquisa fica mais cara. Praticamente
todos os reagentes são importados.”
Diego Bonatto explica que bioplástico é um polímero
conhecido desde o início do século XX, mas ao qual não
se deu muita importância, na época, devido à grande
quantidade de petróleo existente e ao preço desse petróleo,
que ainda é baixo. As indústrias preferem utilizar plástico
de origem petroquímica em vez de investir no poliéster biológico,
que exige investimento tecnológico muito alto. Além disso,
ainda não se tem tecnologia para suprir a demanda do mercado em
termos de produção de plástico biológico,
que requer mais investimentos e mais pesquisa na área para, talvez,
num futuro próximo, colocar esse produto no mercado.
“Começamos a pesquisar em 1998, mas esses polímeros foram
descobertos em 1926, na França. Eram usados apenas para classificar
bactérias de um determinado gênero e não se pensava
ainda em utilizá-los com o objetivo de, talvez, substituir o plástico
petroquímico. Não tinham ainda essa visão. Era uma
pesquisa mais acadêmica do que industrial.”
Em 1998, o professor Henriques foi convidado a participar no projeto da
Comunidade Européia, que na época estava começando
e teve a associação de laboratórios da América
do Sul (Argentina e Brasil) e da Europa (Espanha e Alemanha). Ele convidou
alguns alunos a fazer parte do projeto. Além de Bonatto e Heique,
participam dois bolsistas de iniciação científica:
Fernanda Matias, que faz Ciências Biológicas na UFRGS, e
Márcia Pagno Lisboa, que faz Ciências Biológicas na
PUCRS.
PESQUISA
BÁSICA
A pesquisa básica é diferente da pesquisa aplicada, informa
Bonatto. Neste caso, consiste em isolar um organismo que possa produzir
bioplástico e estudar tudo a respeito dele: como cresce, em que
condições cresce, o que é necessário oferecer
a ele para que produza bioplástico. São parâmetros
básicos antes de aplicar em um processo industrial. “Então,
a gente faz a pesquisa básica, analisa, vê se o organismo
pode entrar na parte industrial. Como na indústria, é preciso
fazer uma pesquisa para saber se o produto é viável economicamente.
Extrapolando para a parte científica, é preciso estudar
bem a biologia do organismo, como ele se comporta em determinados ambientes,
o que é necessário para que produza o polímero.”
Nesse trabalho, Diego e Heique já chegaram ao plástico biodegradável.
O objetivo é, primeiro, explorar o máximo possível
da biodiversidade microbiana de solos. Depois, pesquisar organismos que
naturalmente não produzem o plástico e por meio de engenharia
genética fazê-los produzir. Isso vai introduzir novos conceitos
e alternativas para a pesquisa, desde que novos grupos se interessem em
pesquisar. Bonatto esclarece: “Nós, sozinhos, não vamos
conseguir muita coisa. Esperamos que as indústrias se interessem
e venham a financiar esse tipo de projeto.”
A Copersucar, por exemplo, já tem um projeto piloto para a produção
de um polímero desse bioplástico, utilizando a sacarose,
que é derivada da cana-de-açúcar, explica Heique.
“Eles montaram uma planta-piloto e pretendem produzir 60 toneladas por
ano. Isso não é suficiente para suprir o mercado, mas a
intenção não é substituir totalmente o plástico
petroquímico, o que seria muito complicado. Terá que ser
introduzido aos poucos. O bioplástico ainda é muito caro,
é 100 vezes mais caro que o plástico petroquímico.”
BIOPROSPECÇÃO
“Uma das linhas de pesquisa é a bioprospecção. Pega-se
uma amostra de solo e por diferentes meios de cultura – substâncias
onde se desenvolvem as colônias de bactérias – isolam-se
essas bactérias. Então, usando corantes específicos,
determina-se qual das colônias acumulam poliéster, ou bioplástico.
As bactérias acumulam bioplástico na forma de grânulos.
Promovemos o crescimento das células que acumulam bioplástico
em meios de cultura específicos para este fim e fazemos uma extração
dos grânulos usando determinados solventes orgânicos. No final
temos o polímero pronto.” (Diego Bonatto)
Bioplastico
O bioplástico é um material polimérico extremamente
biodegradável no momento que é exposto ao solo ou à
água. Pode ser reciclado ou biodegradado por bactérias e
fungos de solo. Diferente do plástico petroquímico que não
é biodegradável e não degrada com facilidade e requer
outras tecnologias de reciclagem. Tudo é uma questão de
estrutura química dos monômeros que compõem o polímero
petroquímico. Esses polímeros dificilmente são reconhecidos
por bactérias e por fungos, que não desenvolveram uma bioquímica
voltada para a degradação desses compostos. É por
isso que, no ambiente, esses compostos não são tão
facilmente degradados. Ao contrário do bioplástico, que
é uma substância naturalmente produzida por bactérias.
Além de produzir, as bactérias que se encontram no meio
ambiente também degradam.
TRANSGENIA
“Temos outra área, que se chama engenharia metabólica, em
que se usam organismos conhecidos e bem caracterizados geneticamente e
se introduzem os genes que são responsáveis pela síntese
de bioplástico. Um exemplo desses organismos é a Escherichia
coli, bactéria já amplamente estudada e conhecida genética
e bioquimicamente. Então, tenta-se engenheirar a bactéria
para produção de bioplástico, ou seja, colocar nela
os genes de outra bactéria que produz naturalmente o polímero.
Isso já é transgenia.”(Heique Bogdawa)
TOPO
CAPA
Bioplástico
a partir da cana-de-açúcar
Segundo
os pesquisadores, além da utilização de bactérias,
também se pode produzir bioplástico a partir da fermentação,
utilizando levedura. Foram feitas, ainda, experiências com o milho,
o algodão e outras plantas-modelo, como o tabaco e Arabidopsis
thaliana, que é uma planta daninha. Mas, muito mais na parte experimental,
nada industrial. E existe uma terceira linha de pesquisa, à qual
Heique está mais diretamente ligada, que é a produção
do bioplástico em cana-de-açúcar.
“Meu objetivo é utilizar os genes responsáveis por essa
rota metabólica e introduzi-los na cana-de-açúcar.
Porque a cana-de-açúcar produz biomassa muito grande e o
Brasil é o maior produtor mundial. A planta utilizaria o CO2 e
a luz solar como fonte de carbono e energia para a produção
desse polímero. Não necessitaria colocar um substrato, como
a glicose ou a sacarose, na cultura. E isso baratearia bastante.”
Quase todos os procedimentos são feitos em laboratório.
A exceção é o cultivo da cana-de-açúcar
não-transgênica, que é feito no herbário do
Campus do Vale. São 23 potes com três cultivares (variedades
de uma mesma espécie). Duas foram desenvolvidos no Brasil, pela
Copersucar (as cultivares 185 e 3280) e já foram transformados
geneticamente. A outra (a cultivar Q117) foi desenvolvida na Austrália.
Heique usa essa cultivar australiana porque ela já foi muito bem
estudada. “Retira-se um pedaço da planta, que é colocado
num meio chamado de indução de calos, onde as células
que são diferenciadas se desdiferenciam. Esse aglomerado de células
será transformado geneticamente por metodologias de laboratório;
e a massa desdiferenciada volta ao estado diferenciado quando colocado
em outro meio de cultura.”
Ela explica que o resultado obtido num laboratório nem sempre é
obtido em outro, porque as condições, os aparelhos e o manuseio
podem ser diferentes. “Então, o que estou tentando neste momento
é melhorar as condições para a transformação
genética. Eu já consegui transformar a cana-de-açúcar
em laboratório, só que num nível ainda muito baixo.”
TEMPO E DINHEIRO
Entre outras qualificações humanas, o trabalho que Heique
e Diego estão realizando exige paciência. Diego compara o
que está sendo feito com a construção de um avião.
“Antes de construir um avião, é preciso conhecer a mecânica
do vôo e todas as lei que a regem. A mesma coisa se faz nesse tipo
de pesquisa: é preciso conhecer todos os parâmetros biológicos
antes de começar a produção de bioplástico
em escala industrial.”
Heique sabe que as coisas andam devagar e não mede o tempo em dias
e sim em anos: “Vamos continuar na pesquisa básica durante mais
alguns anos. Esperamos que as indústria se interessem e venham
a financiar esse tipo de projeto.”
TOPO
CAPA
QUEM SÃO
OS PESQUISADORES
Diego Bonatto, 26 anos, biólogo formado pela UFRGS, trabalha com
o professor Henriques desde 1995 em outras áreas do laboratório.
É mestre pelo Programa de Pós-graduação em
Biologia Celular e Molecular do Centro de Biotecnologia e aluno de pós-graduação
em nível de doutorado pelo mesmo programa. “Começamos mais
ou menos juntos, Heique e eu, nesse projeto da Comunidade Européia,
que foi a base da minha dissertação de mestrado aqui pelo
programa, ou seja, a descoberta de bactérias que possam utilizar
resíduos agro-industriais aqui do Brasil para a produção
de bioplástico.”
Heique Bogdawa, 31 anos, bióloga formada pela PUC, com mestrado
em Genética e Biologia Molecular, no Departamento de Genética
da UFRGS, em 1997, iniciou o doutorado em Ciências Biológicas,
em 2001, no Departamento de Bioquímica. Trabalha com o professor
Henriques desde 1998, no projeto da Comunidade Européia. “Trabalho
com o professor Henriques, que é o meu orientador, e tenho um co-orientador,
que é o professor Giancarlo Pasquali, do Laboratório de
Biologia Molecular Vegetal. Ele está sendo o meu coordenador na
área de transformação genética da cana-de-açúcar.”
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