2014-04-07

Subject: Árvores transgénicas produzem madeira fácil de degradar para biocombustíveis

 

Árvores transgénicas produzem madeira fácil de degradar para biocombustíveis 

 

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@ Nature/Grafton Smith/Corbis

Os choupos na estufa perto do laboratório de John Ralph não mostram sinais exteriores de fragilidade mas têm um ponto fraco secreto: graças à engenharia genética a sua madeira contém uma molécula artificial que a torna mais facilmente dissolúvel por produtos químicos. 

Esta é a mais recente abordagem a um problema que tem ocupado as mentes nas indústrias de pasta, papel e biocombustíveis nas últimas duas décadas: como reduzir a quantidade de energia necessária a degradar a biomassa lenhosa das plantas.

O primeiro passo na formação de uma pasta de árvores para a produção de biocombustíveis (ou papel) é retirar a lenhina, o polímero que fortalece a dá suporte à madeira e ao sistema vascular das folhas. A dissolução da lenhina exige a utilização de produtos químicos concentrados a temperaturas elevadas, produzindo a celulose rica em glícidos, que será posteriormente fermentada para a obtenção de etanol.

Relatando na última edição da revista Science, Ralph, bioquímico na Universidade do Wisconsin–Madison, explica que concebeu agora choupos que produzem uma forma de lenhina mais fácil de degradar do que as formas naturais. “O potencial de poupança energética é tão alto que é uma opção que deve ser considerada para todas as plantas destinadas à produção de pastas ou a ser convertidas em biocombustíveis", diz ele.

O trabalho de Ralph segue-se a décadas de investigação em plantas criadas ou modificadas geneticamente para produzir lenhina mais digerível ou em menor quantidade. Os estudos de campo tiveram lugar na Bélgica, França, Brasil, Estados Unidos, Suécia e Espanha, diz Wout Boerjan, investigador de biotecnologia vegetal na Universidade Ghent, Bélgica, e tem realizado testes de campo com choupos geneticamente modificados. 

Os truques empregues incluíram a desactivação de genes envolvidos na síntese da lenhina ou manipulação da proporção dos vários monómeros da lenhina, mas a interferência com a síntese do polímero pode interferir com o crescimento da planta ou deixá-la sem suporte.

Os cientistas estão a tentar várias soluções, como por exemplo, há três semanas, Clint Chapple da Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana, relatou na revista Nature que podia desactivar três genes em Arabidopsis thaliana e produzir lenhina mais digerível. A sua planta geneticamente modificada ainda não foi testada no campo.

Richard Dixon, outros investigador da lenhina na Universidade do Norte do Texas em Denton, considera que há outros problemas com a lenhina modificada. “Algumas plantas com lenhina modificada comportam-se como se estivessem sob ataque de pragas, mesmo não estando", diz ele. Esta resposta defensiva pode ocorrer por a lenhina modificada permitir a passagem de material através da parede celular, imitando a invasão da célula por um agente patogénico.

 

“Não podemos garantir que o que fazemos a uma planta não vai perturbar outra coisa", concorda Ralph. Ele espera que a sua abordagem evite estas complicações pois introduziu um gene que lava o choupo a produzir um componente artificial para a lenhina. À medida que esta molécula é incorporada na cadeia de lenhina forma uma ligação éster, que pode ser quebrada a temperaturas amenas. 

Os choupos modificados parecem saudáveis e produzem quantidades normais de lenhina mas os investigadores ainda têm que provar que conseguem sobreviver fora de uma estufa.

A equipa ainda não calculou em que medida os choupos modificados podem reduzir os custos da produção de papel ou biocombustíveis, diz Ralph, mas já pediram a patente para as aplicações do seu trabalho, ao mesmo tempo que contactam fábricas de polpa e papel.

Entretanto, outros investigadores estão a trabalhar em químicos que dissolvam a lenhina natural. Se forem bem sucedidos, as plantas transgénicas (que enfrentam complicações regulatórias) podem ficar para segundo plano. Até agora, nenhuma planta com lenhina modificada é comercializada, diz Leslie Pearson, da ArborGen, uma companhia que faz testes de campo com plantas modificadas nos Estados Unidos e Brasil. Mas a Forage Genetics International está a desenvolver uma alfalfa geneticamente modificada que produz menos lenhina, o que daria aos agricultores mais biomassa para feno, e espera comercializá-la até 2016.

 

 

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