ESTUDO SOBRE PAREDE CELULAR DA CANA POTENCIALIZA SEU USO COMO BIOCOMBUSTÍVEL

A parede celular é a
responsável pela arquitetura, defesa e percepção do ambiente das plantas. Além
disso, essas paredes são ricas em açúcares, como a glicose, elemento essencial
para a produção de etanol, biocombustível muito utilizado nos dias de hoje. O
estudo da degradação da parede celular, que é feita por enzimas produzidas pela
própria planta, é promissor na área de produção do etanol celulósico.

Nas raízes de algumas
plantas, principalmente das plantas que sofrem alagamento, há a produção de uma
estrutura chamada de aerênquima, que é um tecido responsável pela oxigenação
dos tecidos nas plantas. Embora esse tecido seja mais encontrado em plantas aquáticas,
o aerênquima também é encontrado em algumas espécies da cana de açúcar
produzidas no Brasil. Após o alagamento, as células recebem uma sinalização da
falta de oxigênio no tecido e inicia a produção de enzimas que degradam a
parede celular, formando espaços de ar chamados de aerênquima. A tese de
doutorado da bióloga Adriana Grandis explica quais são estas enzimas que atacam
a parede celular da cana e em que momento são produzidas.

Utilizando uma
variedade de cana de açúcar, que produz o aerênquima nas raízes, foi possível
verificar as enzimas que degradam a parede celular. Além disso, o estudo também
pôde averiguar que essa degradação só era ativada a partir de um estímulo na
raiz, como uma forma de proteger e garantir o crescimento das raízes e das
plantas. A origem desse estímulo, porém, ainda é desconhecido.

No estudo, Adriana
verificou que a produção das enzimas ocorre antes mesmo do aerênquima ser
formado. O ataque a elas, porém, depende da arquitetura da parede celular, que
também depende de sua composição e do acesso aos polissacarídeos contidos na
parede (como a celulose). Essa relação entre polissacarídeos e enzimas é
determinante para o crescimento da planta e a produção de aerênquima.

Foi a partir de três
diferentes técnicas – análise de genes, proteínas e atividade de enzimas
(realizada na Universidade de Roma) que a bióloga identificou e quantificou as
enzimas da parede celular de raízes de cana, e quais eram funcionais para a
célula, que resultavam na degradação de alguns polissacarídeos. Foram
localizadas 35 proteínas responsáveis pela degradação do aerênquima, como por
exemplo a GH-17 (Glicosil hidrolase) e algumas pectinases. “Após a observação
de segmentos ao longo das raízes, foi possível identificar que quanto menos
pectinas (polissacarídeo de parede celular), maior era a sacarificação desse
tecido (produção de açúcar e etanol) ”, explica Adriana.

O projeto, que teve
início em 2011, foi orientado pelo professor Marcos Silveira Buckeridge, do
Instituto de Biociências da USP (IB), e contemplou outra de doutorado e uma
dissertação de mestrado por envolver grande complexidade temática.

O futuro se mostra
favorável na área de produção de etanol. Para Adriana, se for descoberto como
aumentar a produção dessas enzimas em diferentes áreas da planta (não somente
na raiz), será possível aumentar o acesso aos açúcares da parede celular, e
consequentemente aumentar a produção de etanol. E dessa maneira, com plantas
que se auto-degradam, a utilização de elementos químicos durante o processo na
indústria seria menor, reduzindo os resíduos químicos utilizados na produção do
combustível. Além disso, será possível aumentar a eficiência do processo nas
próprias plantas.

Fonte: Instituto de Biociências da USP.

Foto: Aerênquima da cana 

Crédito: Adriana Grandis