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Bactérias podem ser a chave para o armazenamento de energia
O Dr. Buz Barstow, professor da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, está tentando resolver um grande problema: como construir um sistema de baixo custo, ambientalmente correto e em grande escala para armazenar e recuperar energia de fontes renováveis, como eólica e solar. Atualmente, não existem métodos sustentáveis de armazenamento de energia verde, pois as baterias são tóxicas para o meio ambiente.
A resposta pode vir em um pequeno pacote: uma bactéria chamada Shewanella oneidensis. O micróbio leva elétrons em seu metabolismo e usa a energia para fazer precursores essenciais para “fixar” o carbono, o que ocorre quando as plantas ou organismos retiram o carbono do CO2 e o adicionam a uma molécula orgânica, geralmente um açúcar. O Dr. Barstow está trabalhando para criar uma nova bactéria que dê um passo adiante, usando essas moléculas precursoras para produzir moléculas orgânicas, como os biocombustíveis.
Um novo estudo, publicado na revista científica Communications Biology, descreve pela primeira vez um mecanismo com a Shewanella que permite ao micróbio levar energia para seu sistema para uso em seu metabolismo. “Há apenas um número muito pequeno de micróbios que podem realmente armazenar eletricidade renovável”, disse o Dr. Barstow, autor sênior do artigo. Ele acrescentou que ainda menos micróbios podem modificar o CO2. “Queremos desenvolver um. E, para isso, precisamos conhecer os genes que estão envolvidos em colocar os elétrons na célula”, completou o pesquisador.
No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada “knockout sudoku”, que o Dr. Barstow e colegas inventaram para permitir que eles desativassem os genes um por um, a fim de observar suas funções. “Encontramos muitos genes que já conhecíamos para tirar elétrons da célula e também estão envolvidos na obtenção de elétrons para seu interior. Então, também descobrimos esse conjunto totalmente novo de genes que ninguém nunca viu antes e que são necessários para colocar os elétrons na célula”, destacou o Dr. Buz Barstow.
A Dra. Annette Rowe, primeira autora e professora de Microbiologia da Universidade de Cincinnati, nos Estados Unidos, identificou a via que esses genes facilitam e que move os elétrons para o metabolismo da Shewanella.
Acontece que o caminho para a conversão de dióxido de carbono em açúcares e, em última análise, em biocombustíveis é extremamente eficiente, e poderia ser ampliado. Os pesquisadores identificaram genes homólogos em muitos gêneros diferentes de bactérias, levando-os a suspeitar que antes que a vida na Terra desenvolvesse a fotossíntese, as bactérias podem ter empregado uma via semelhante que usava elétrons da oxidação do ferro para extrair carbono do dióxido de carbono para uso na produção de açúcares.
“Quando construímos um micróbio que pode ‘comer’ elétrons, o que estamos fazendo agora, ele vai incorporar esses genes”, disse o Dr. Barstow. Ele planeja começar adicionando os genes à Escherichia coli, uma bactéria altamente estudada e fácil de trabalhar. Bactérias projetadas alimentadas por elétrons abrem a porta para o uso de energia renovável para fazer biocombustíveis, alimentos, produtos químicos e sequestro de carbono.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade Cornell (em inglês).
Fonte: Krishna Ramanujan, Universidade Cornell.
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