Um estudo do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), de Campinas (SP), revelou enzimas inéditas encontradas no intestino do peixe-boi e detalhou como cerca de 6 mil genomas microbianos podem contribuir para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à produção de biocombustíveis, bioinsumos agrícolas e remédios. A pesquisa foi publicada na revista científica Nature Microbiology nesta segunda-feira (2) e escolhida como capa da edição de dezembro.
De acordo com o estudo, os genomas microbianos associados aos peixes-boi-da-amazônia e marinho, incluindo um vasto número de organismos até então desconhecidos pela ciência, e milhares de enzimas possuem potencial para aplicações biotecnológicas. O microbioma é o conjunto de microrganismos (como bactérias, fungos, vírus e arqueias) e de todo o seu material genético que habita um ambiente específico. Para os pesquisadores, a descoberta amplia significativamente o conhecimento sobre como a natureza transforma biomassa vegetal em energia e compostos químicos.
Assim, destaca-se como ela pode oferecer novas oportunidades para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à produção de biocombustíveis, bioinsumos agrícolas, ingredientes funcionais e moléculas de interesse para a saúde humana e animal.
Como o peixe-boi foi analisado
Os pesquisadores analisaram o microbioma intestinal de 47 peixes-boi-amazônicos e marinhos. O microbioma é formado pelo conjunto de bactérias, arqueias, vírus e outros microrganismos que vivem em associação com um organismo hospedeiro. A investigação resultou em um catálogo inédito com mais de 6 mil genomas bacterianos. Mais da metade representa espécies ainda não descritas pela ciência. Os pesquisadores também reconstruíram os vírus associados a essas comunidades microbianas e verificaram que cerca de 80% deles também eram desconhecidos.
O que foi descoberto
Os peixes-boi alimentam-se quase exclusivamente de plantas aquáticas ricas em fibras vegetais complexas. Para aproveitar essa matéria-prima, dependem de uma comunidade microbiana altamente especializada capaz de degradar componentes resistentes da biomassa. O estudo mostrou que os microrganismos atuam de forma cooperativa para desmontar as paredes celulares das plantas e transformar moléculas complexas em fontes de energia. Essa combinação de mecanismos está entre as mais sofisticadas já descritas para mamíferos herbívoros aquáticos, diz a pesquisa.
Os cientistas observaram que o microbioma também é capaz de metabolizar compostos aromáticos derivados da lignina, considerado um dos principais obstáculos para o aproveitamento industrial da biomassa vegetal. A lignina é um biopolímero orgânico natural e complexo, encontrado nas paredes celulares de plantas terrestres. Junto com a celulose e a hemicelulose, ela forma a estrutura que sustenta os vegetais. A descoberta pode inspirar novas estratégias para acelerar a produção de combustíveis sustentáveis, produtos químicos renováveis e combustível sustentável de aviação.
Outra descoberta aponta que a enzima permite que determinados microrganismos utilizem a epilactose, um carboidrato até então inacessível para a maioria das bactérias conhecidas, de acordo com o estudo.
Próximos passos
A partir das descobertas, os pesquisadores pretendem avançar na caracterização das enzimas identificadas e avaliar o potencial em aplicações industriais relacionadas à produção de energia renovável, agricultura sustentável, saúde humana e animal e no desenvolvimento de novos bioprodutos.
