Para Quem Tem Pressa
A Embrapa Agroenergia desenvolveu uma plataforma tecnológica baseada na integração de metabolômica, proteômica e fluxômica para otimizar microrganismos na produção de compostos químicos sustentáveis. Utilizando uma linhagem modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae, os pesquisadores alcançaram produção de ácido p-hidroxibenzoico (PHBA), matéria-prima estratégica para fármacos, cosméticos e insumos agrícolas. O avanço gerou um catálogo molecular com mais de 28 mil metabólitos e pode ser aplicado no acervo de mais de 20 mil microrganismos da biodiversidade brasileira, contribuindo para diminuir a dependência de insumos fósseis e importações.
Uma plataforma científica inédita desenvolvida pela Embrapa Agroenergia (DF) utiliza a integração de ciências multiômicas para mapear e aperfeiçoar o comportamento molecular de leveduras. O objetivo da pesquisa da Embrapa é viabilizar a produção de insumos químicos de alto valor agregado a partir de fontes renováveis, criando alternativas sustentáveis para substituir compostos derivados de petróleo na indústria.
A pesquisa foi liderada pela pesquisadora Patrícia Abdelnur, da Embrapa Agroenergia, durante um período de 18 meses como cientista visitante no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ), na Alemanha, em colaboração com o grupo coordenado por Jens Olaf Krömer. A metodologia desenvolvida pela equipe da Embrapa combina três áreas analíticas avançadas: metabolômica, proteômica e fluxômica, aplicadas sob a abordagem da biologia de sistemas para potencializar o uso de bioinsumos.
Mapeamento molecular e testes com levedura modificada
Durante os ensaios laboratoriais em biorreatores, o projeto da Embrapa avaliou a levedura modificada Saccharomyces cerevisiae (linhagem 262 GMO). O microrganismo alcançou boa produtividade na síntese de ácido p-hidroxibenzoico (PHBA), precursor químico utilizado na fabricação de polímeros, medicamentos, cosméticos e formulações agroindustriais.
Para compreender os mecanismos celulares e identificar gargalos na dinâmica metabólica do microrganismo, a equipe da Embrapa utilizou a técnica de análise de fluxo metabólico com carbono marcado (13C-MFA). Esse nível de detalhamento revelou que as linhagens modificadas direcionaram a rota metabólica de forma contínua e exclusiva para a formação do PHBA.
O processo analítico gerou um banco de dados robusto para a Embrapa, composto por mais de 28 mil metabólitos e cerca de 1.700 proteínas anotadas. Essa base fornece subsídios fundamentais para que a Embrapa e o setor produtivo planejem microrganismos com máxima eficiência industrial.
Ajustes operacionais e redução de custos
O emprego integrado das multiômicas viabilizou a superação de desafios operacionais no laboratório, como a recuperação e o cultivo de linhagens mantidas a -80 °C por períodos prolongados.
Além disso, a otimização dos parâmetros de fermentação conduzida pela Embrapa permitiu reduzir pela metade a concentração de glicose necessária no meio de cultura, passando de 20 g/L para 10 g/L. Esse ajuste reduziu significativamente os custos com marcadores isotópicos nos experimentos analíticos.
Aplicação no acervo da Embrapa e impacto econômico
A metodologia desenvolvida poderá ser estendida ao acervo microbiológico da Embrapa, que reúne mais de 20 mil ativos da biodiversidade brasileira. A proposta é acelerar a bioprospecção institucional de cepas com potencial para a produção de bioinsumos agrícolas, ingredientes funcionais e compostos aromáticos de interesse econômico.
A tecnologia gerada pela Embrapa também visa apoiar a cadeia industrial do País. Conforme dados da Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim), o déficit comercial brasileiro no segmento de produtos químicos finos atingiu US$ 48,7 bilhões em 2024 (cerca de R$ 270 bilhões), evidenciando a dependência externa de insumos essenciais. A fabricação desses compostos a partir de biomassa renovável representa uma rota estratégica para agregar valor à produção agrícola e ampliar a soberania tecnológica nacional.
Segundo Patrícia Abdelnur, essa transferência de conhecimento reforça a capacidade de inovação da Embrapa. Um novo projeto já foi submetido a agência de fomento para estender essa mesma abordagem tecnológica à produção de outro bioproduto.
fonte/crédito: Imagem destacada ilustrativa gerada por IA.