Notícia

Nos EUA, cientistas destacam a sustentabilidade em simpósio de biologia sintética

Fonte

Escola de Medicina da Universidade Stanford

Data

sábado, 13 maio 2023 18:20

Áreas

Agricultura. Bioengenharia. Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Gestão de Resíduos. Inovação. Materiais. Microbiologia. Química. Saúde. Saúde Ambiental. Sustentabilidade. Tecnologias.

Tomates que matam ervas daninhas, cimento à base de plantas, bife cultivado em laboratório e outros projetos voltados para a sustentabilidade ocuparam o foco do primeiro Simpósio de Biologia Sintética para a Sustentabilidade: o evento, realizado no início de maio, reuniu especialistas da Escola de Medicina, da Escola de Engenharia e da Escola de Sustentabilidade da Universidade Stanford, nos Estados Unidos.

“Está claro que a biologia sintética desempenhou e desempenhará um papel cada vez mais importante na forma como abordamos os desafios associados às mudanças climáticas e à sustentabilidade”, disse o Dr. Lloyd Minor, diretor da Escola de Medicina de Stanford. Os pesquisadores estão empregando a biologia sintética – a engenharia do material genético dos organismos – para propósitos além da sustentabilidade também: pense em móveis feitos de fungos ou leveduras duráveis que podem ser geneticamente modificadas para criar medicamentos.

A palestrante principal do evento, a Dra. Jennifer Doudna, professora da Universidade da Califórnia em em Berkeley, e ganhadora do Prêmio Nobel de Química em 2020, discutiu alguns de seus novos projetos em Engenharia Genética, aproveitando a ferramenta de edição de genes CRISPR. Ela enfatizou que a ciência deve ser perseguida com um propósito social em mente e que é crucial que os frutos dos cientistas tenham impacto em pessoas reais.

Os pesquisadores descreveram cinco projetos de alto risco e alta recompensa decorrentes de ideias novas e ousadas – e um tanto surpreendentes. Alguns deles estão focados no desenvolvimento de ferramentas para criar novas ferramentas; alguns, sobre estratégias para limitar as emissões de carbono. Outros ainda estão desenvolvendo técnicas para fazer novos alimentos e materiais úteis a partir de plásticos reciclados. Abaixo estão breves descrições de cada projeto:

Fixação artificial de nitrogênio em plantas
(Dra. Ellen Yeh, professora de Patologia, Microbiologia e Imunologia; Dra. Jennifer Brophy, professora de Bioengenharia)

As plantas precisam de nitrogênio, mas não podem simplesmente sugá-lo do ar. Eles podem acessá-lo apenas quando está ‘fixado’ – em uma forma como o nitrato de amônio, que elas podem absorver através de suas raízes. A solução comum é usar fertilizantes carregados de nitrogênio, mas o excesso de nitrogênio dos fertilizantes pode chegar ao oceano, estimulando o crescimento de algas, cuja decomposição esgota o suprimento de oxigênio usado pela vida marinha, levando a zonas mortas. As pesquisadoras projetaram organelas de plantas, uma estrutura que vive dentro de uma célula, que abriga uma bactéria fixadora de nitrogênio, permitindo que uma planta crie seu próprio nitrogênio utilizável, diminuindo a necessidade de fertilizantes.

Ligantes inspirados em mexilhões para concreto
(Dr. Michael Lepech, professor de Engenharia Civil e Ambiental; Dr. Possu Huang, professor de Bioengenharia)

Tente arrancar um mexilhão de uma pedra com as próprias mãos não é fácil. Os cientistas estão se inspirando em sua supercola natural, composta de fibras carregadas de proteínas, para criar uma versão mais ecológica de um componente-chave do concreto, um dos materiais de construção mais comuns do mundo. O concreto é essencialmente uma mistura de água, areia, cascalho e algo conhecido como aglutinante. O aglutinante, muitas vezes composto de calcário e argila, requer muitos recursos para ser criado e é, em termos de sustentabilidade, problemático. Sua produção é responsável por 4,5% de todos os gases de efeito estufa e 7% das emissões de CO2. Os pesquisadores estão aproveitando a biologia sintética para construir uma espécie de ‘cola’ molecular usando proteínas e minerais.

Tomates matadores de ervas daninhas
(Dra. Jennifer Brophy, professora de Bioengenharia; Dra. Beth Sattely, professora de Engenharia Química)

E se pudéssemos transformar o dócil e conhecido tomateiro em um mestre da autodefesa? Os pesquisadores esperam imbuir a planta, cujo crescimento pode ser prejudicado por ervas daninhas concorrentes, com um novo poder: a secreção de um herbicida. O objetivo deles é criar uma planta de tomate que segregue algo chamado momilactone, uma substância química que reduz o crescimento de ervas daninhas. A ideia é que a planta secretasse seletivamente o herbicida nas pontas das raízes sem comprometer o fruto.

Conversão de resíduos plásticos em componentes de óleo de palma
(Dr. Matteo Cargnello, professor de Engenharia Química; Dra. Jennifer Cochran, professora de Bioengenharia)

Mesmo com a reciclagem, os plásticos representam um problema. Uma garrafa de água de plástico não se transforma em outra garrafa de água de plástico – ela se degrada demais. E o plástico descartado muitas vezes acaba poluindo o oceano. Os pesquisadores sonham com algo chamado reciclagem química, na qual itens descartados, como o plástico, são decompostos em suas partes componentes, que são usadas para construir algo novo. Os pesquisadores planejam usar produtos químicos para quebrar o plástico reciclado e convertê-lo em óleo de palma. Como os fabricantes de óleo de palma derrubam florestas para plantar palmeiras e acumulam plásticos nos oceanos, esse processo pode proteger o meio ambiente em ambas as frentes.

Carne de laboratório
(Dra. Helen Blau, professora de Microbiologia e Imunologia; Dra. Sarah Heilshorn, professora de Ciência e Engenharia de Materiais)

De todas as carnes, a bovina é a que mais prejudica o meio ambiente, mas o consumo global de carne bovina está aumentando. É por isso que as pesquisadoras estão embarcando em um novo projeto em seu laboratório: cultivar um bife a partir das células de uma vaca. Essa nova abordagem para saciar os carnívoros é conhecida como carne cultivada em laboratório ou agricultura celular. O objetivo das pesquisadoras é criar carne de verdade de forma sustentável, em vez de substitutos de carne à base de plantas. Outros tentaram cultivar carne bovina em laboratório, mas produziram alimentos mais parecidos com carne moída do que com um bife. Então, como transformar uma pasta de carne e transformar em um filé? Usando estruturas, ou scaffolds. A equipe está recorrendo à impressão 3D usando materiais biológicos para criar uma estrutura para que as células cultivadas cresçam de forma a mimetizar a carne proveniente de animais.

Para encerrar o simpósio, o reitor da Universidade Stanford, Dr. Marc Tessier-Lavigne, compartilhou sua visão de como os pesquisadores do campus darão início a uma nova era de descobertas sustentadas pela biologia sintética. Ele destacou três componentes principais: aprofundar o conhecimento humano, capacitar equipes interdisciplinares e traduzir descobertas de pesquisa em soluções do mundo real.

Acesse a notícia completa na página da Escola de Medicina da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Hanae Armitage, Escola de Medicina da Universidade Stanford. Imagem: rawpixel via Freepik (com adaptação).