A biomassa vegetal contém um valor calorífico considerável, mas a maior parte compõe paredes celulares robustas, uma vantagem evolucionária nada apetitosa que ajudou as gramíneas a sobreviver às forrageadoras e prosperar por mais de 60 milhões de anos.

O problema é que essa robustez ainda os torna menos digeríveis no rúmen de vacas e ovelhas e difíceis de serem processados ​​em refinarias de bioenergia para obtenção de etanol combustível.

Mas agora uma equipe multinacional de pesquisadores, do Reino Unido, Brasil e EUA, identificou um gene envolvido no enrijecimento das paredes celulares, cuja supressão aumentou a liberação de açúcares em até 60%. Suas descobertas são relatadas hoje em Novo Fitologista .

"O impacto é potencialmente global, já que cada país usa gramíneas para alimentar animais e várias fábricas de biocombustíveis em todo o mundo usam essa matéria-prima, "diz Rowan Mitchell, um biólogo vegetal da Rothamsted Research e co-líder da equipe.

“Só no Brasil, os mercados potenciais para esta tecnologia foram avaliados no ano passado em R $ 1300M ($ 400M) para biocombustíveis e R $ 61M para gado forrageiro, "diz Hugo Molinari, Pesquisador Principal do Laboratório de Genética e Biotecnologia da Embrapa Agroenergia, integrante da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e outro co-líder da equipe.

Bilhões de toneladas de biomassa de colheitas de gramíneas são produzidas todos os anos, observa Mitchell, e uma característica chave é sua digestibilidade, que determina o quão econômico é produzir biocombustíveis e quão nutritivo é para os animais. Aumento do endurecimento da parede celular, ou feruloylation, reduz a digestibilidade.

"Nós identificamos genes específicos de grama como candidatos para controlar a feruloilação da parede celular há 10 anos, mas tem sido muito difícil demonstrar essa função, embora muitos laboratórios tenham tentado, "diz Mitchell." Nós agora fornecemos a primeira evidência forte para um desses genes. "

Nas plantas geneticamente modificadas da equipe, um transgene suprime o gene endógeno responsável pela feruloilação em cerca de 20% de sua atividade normal. Desta maneira, a biomassa produzida é menos feruloylated do que seria em uma planta não modificada.

“A supressão não tem efeito óbvio na produção de biomassa da planta ou no aparecimento das plantas transgênicas com menor feruloilação, "observa Mitchell." Cientificamente, agora queremos descobrir como o gene medeia a ferulolação. Dessa forma, podemos ver se podemos tornar o processo ainda mais eficiente. "

As descobertas são, sem dúvida, uma benção no Brasil, onde uma florescente indústria de bioenergia produz etanol a partir de sobras não alimentares de outras culturas de gramíneas, como palha de milho e resíduos de cana-de-açúcar, e da cana-de-açúcar cultivada como cultura energética dedicada. O aumento da eficiência da produção de bioetanol o ajudará a substituir o combustível fóssil e a reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

"Economicamente e ambientalmente, nossa indústria pecuária se beneficiará de um forrageamento mais eficiente e nossa indústria de biocombustíveis se beneficiará da biomassa que precisa de menos enzimas artificiais para quebrá-la durante o processo de hidrólise, "observa Molinari.

Para John Ralph, co-autor e pioneiro de campo, a descoberta foi conquistada com dificuldade e há muito que deveria ser feita. "Vários grupos de pesquisa 'tinham a proteína / gene de feruloylation iminentemente', e isso foi há cerca de 20 anos, "observa o professor de bioquímica da Universidade de Wisconsin-Madison e do Centro de Pesquisa de Bioenergia dos Grandes Lagos do Departamento de Energia dos Estados Unidos.

"Nosso grupo tem se interessado, desde o início de 1990, em ferular a reticulação nas paredes das células vegetais e desenvolver os métodos de NMR que foram úteis na caracterização aqui, "observa Ralph." Esta foi uma pergunta difícil de descobrir. "