Engenharia de biomassa de cana-de-açúcar para produção de bioetanol

Resumo

A cana-de-açúcar é agronomicamente uma excelente fonte de carbono renovável para produção de biocombustíveis. Atualmente, as pesquisas focam na utilização do material vegetal lignocelulósico para a produção de bioetanol de segunda geração. A liberação de açúcares fermentáveis a partir da biomassa vegetal está intimamente correlacionado com a composição e organização da parede celular. Entretanto, as canas-de-açúcar são poliploides complexos e, por terem alta redundância genética, apresentam um desafio na identificação e caracterização de genes para obtenção de transgênicos. Além disso, os estudos são concentrados basicamente em plantas modelo, pouco explorados em monocotiledôneas comerciais. A simples relação de ortologia com genes previamente descritos - nos quais 10% dos genes estão relacionados à parede celular e somente 121 estão devidamente caracterizados em Arabidopsis thaliana - nem sempre participam do mesmo processo biológico. O desafio de produzir bioetanol a partir de material lignocelulósico é a presença de polissacarídeos ligados a macromoléculas complexas e indigestíveis de lignina que afeta negativamente a sacarificação. Além disso, a hemicelulose que serve de ligação para as microfibrilas de celulose e impede a eficácia do processo de conversão da biomassa em bioetanol devido a menor acessibilidade das celulases à celulose. O aumento na eficiência da sacarificação pode reduzir os custos e viabilizar mais ainda a utilização dessa fonte energética. Dessa forma, a transposição de conhecimento em plantas modelo devem servir de bases para estudos em plantas comerciais. Sendo assim, identificamos cinco genes homólogos em cana-de-açúcar a partir de dados da literatura utlizando o banco do SUCEST. Os genes selecionados atuam distintamente no favorecimento da obtenção de açúcares fermentáveis: regulam o metabolismo de precursores dos monolignóis clássicos, introdução de novos monômeros na lignina depositada na parede celular e composição da hemicelulose. Estudos realizados em cana-de-açúcar transgênica mostraram que essa abordagem é factível e que necessita de mais estudos. O projeto tem por base produzir plantas mais produtivas, comercialmente importante e devidamente caracterizados com state of the art disponíveis. (AU)