Cianobactérias são a nova aposta da ciência para revolucionar a indústria do plástico

Pesquisadores alemães desenvolveram material bioplástico sustentável a partir de cianobactérias

Pesquisadores da Universidade de Tubinga, na Alemanha, conseguiram, pela primeira vez, modificar o metabolismo das cianobactérias para produzir um material bioplástico em quantidades que permitem seu uso industrial. O novo plástico poderá, no futuro, competir com os plásticos à base de petróleo, que são extremamente prejudiciais ao meio ambiente. Os pesquisadores, liderados pelo professor Karl Forchhammer, do IGIM – Interfaculty Institute of Microbiology and Infection Medicine, apresentaram recentemente suas descobertas em uma série de estudos, que foram publicados nos periódicos cientifícos Microbial Cell Factories e PNAS.

As cianobactérias produzem plástico naturalmente como um subproduto da fotossíntese – e fazem isso de maneira sustentável e ecologicamente correta. Atualmente, são produzidas cerca de 370 milhões de toneladas de plásticos por ano. De acordo com as previsões, a produção global de plástico deve aumentar em mais de 40% na próxima década. Versátil e acessível, o material é utilizado no mundo todo para vários fins – como para embalar alimentos, por exemplo.

Por outro lado, é a causa de crescentes problemas ambientais. Cada vez mais os resíduos plásticos vão para o ambiente natural, poluindo os oceanos e invadindo a cadeia alimentar na forma de microplásticos. Além disso, o plástico é feito principalmente de petróleo, que, durante a queima, libera CO2 adicional na atmosfera, contribuindo para o agravamento das mudanças climáticas e do aquecimento global.

Uma solução para esses problemas pode estar em uma cepa de cianobactérias com incríveis propriedades. As cianobactérias do gênero Synechocystis produzem polihidroxibutirato (PHB), uma forma natural de plástico. O PHB pode ser usado de forma semelhante ao polipropileno plástico, mas é rapidamente degradável no meio ambiente, além de ser isento de poluentes.

O problema é que a quantidade produzida por essas bactérias costuma ser muito pequena. Mas a equipe de pesquisa de Tubinga conseguiu identificar um sistema de controle nas bactérias que limita o fluxo intracelular de carbono fixo em direção ao PHB. Depois de remover o regulador correspondente e implementar várias outras mudanças genéticas, a quantidade de PHB produzida pela bactéria aumentou de maneira significativa, respondendo por mais de 80% da massa total da célula.

As cianobactérias, também conhecidas como microalgas ou algas azuis, estão entre os agentes mais discretos e poderosos do planeta. Foram elas as responsáveis pela criação da atmosfera e da camada de ozônio, protegendo a vida terrestre da radiação ultravioleta por meio da fotossíntese há cerca de 2,3 bilhões de anos.

Como precisam apenas de água, CO2 e luz solar para se reproduzirem, as cianobactérias são, de acordo com os pesquisadores, as candidatas ideais para uma produção ecologicamente correta e sustentável de plástico. A equipe acredita que, assim que o material for lançado na indústria, toda a produção de plásticos poderá sofrer uma revolução positiva. O objetivo dos pesquisadores é, no futuro, otimizar o processo para possibilitar o uso do material em larga escala.

Solução para problemas ambientais pode estar nas cianobactérias

As cianobactérias proporcionam diversos benefícios para a natureza e para os seres humanos. Além de serem capazes de transformar a energia solar em química por meio da fotossíntese, elas têm valor econômico significativo nos setores farmacêutico e agrícola. Também são responsáveis por fixar nitrogênio atmosférico, contribuindo para a fertilidade do solo.

Em 2020, um estudo sugeriu que esses micro-organismos ainda podem ser usados para enfrentar diversos problemas socioambientais por meio da produção de princípios ativos farmacêuticos inovadores. Pesquisadores pretendem fabricar e caracterizar compostos naturais e, posteriormente aplicá-los como biocatalisadores para o desenvolvimento de processos químicos sustentáveis.