A natureza demonstra como as bactérias degradam a lignina e fornece uma melhor compreensão para fazer biocombustíveis
p A expressão gênica de células cultivadas em lignina e glicose foi comparada com células cultivadas em glicose sozinha no mesmo ponto de tempo. Crédito:Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais
p A produção de biocombustíveis a partir de biomassa vegetal é uma fonte de energia altamente promissora, mas os pesquisadores estão tentando encontrar micróbios que degradam prontamente a lignina recalcitrante encontrada na biomassa vegetal. A recente análise genômica e metabolômica abrangente de uma bactéria degradadora de lignina conhecida fornece uma visão sobre como essa degradação é realizada. p Como a etapa inicial da fabricação de biocombustíveis a partir de matéria vegetal é a decomposição de lignocelulose complexa em blocos de construção mais gerenciáveis, "uma compreensão de como a natureza consegue isso é crítica. As descobertas de um novo estudo revelam algumas das ferramentas básicas usadas por um micróbio específico para quebrar a lignocelulose. Este trabalho fornece uma visão de como os processos industriais podem atingir a degradação durante a produção de biocombustíveis, e como os processos colaterais, como a produção de hidrogênio, também podem ser controlados.
p A biomassa lignocelulósica representa quase 90 por cento do peso seco do material de biomassa vegetal total, e é uma composição de celulose e lignina. A lignina confere rigidez e resistência ao apodrecimento às paredes celulares da madeira e da casca. É um complexo, estrutura fenólica reticulada que torna os biocombustíveis derivados de lignocelulose uma fonte promissora de energia alternativa, desde que o material recalcitrante possa ser degradado e subprodutos tóxicos possam ser gerenciados. As espécies microbianas que crescem em ambientes onde o carbono está disponível principalmente como lignina são promissoras para encontrar novas maneiras de remover a lignina que protege a celulose para uma conversão melhorada de lignina em precursores de combustível.
p Uma espécie candidata que pode usar lignina para o crescimento na ausência de oxigênio é Enterobacter lignolyticus SCF1, uma bactéria isolada do solo da floresta tropical. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Massachusetts, Amherst; Universidade Santa Maria em Valparaíso, Chile; e EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais conduziu a análise de expressão gênica completa de E.lignolyticus SCF1 usando sequenciamento de última geração para análise transcriptômica. Os experimentos foram conduzidos em células cultivadas na presença de lignina, com amostras colhidas em três momentos diferentes durante o crescimento. As culturas com lignina alcançaram o dobro da biomassa celular quando as culturas crescidas sem lignina, e degradou 60 por cento da lignina disponível.
p Um complemento de enzimas consistente com o rompimento das estruturas químicas presentes na lignina foi regulado para cima em condições alteradas com lignina. Adicionalmente, a associação da produção de hidrogênio com a degradação da lignina sugere um possível valor agregado à degradação da lignina no futuro.