As algas têm um superpoder que as ajuda a crescer de forma rápida e eficiente. Um novo trabalho liderado por Adrien Burlacot, da Carnegie, estabelece as bases para transferir essa capacidade para culturas agrícolas, o que pode ajudar a alimentar mais pessoas e combater as mudanças climáticas. Suas descobertas são publicadas na Nature .
Células vegetais, algas e certas bactérias são capazes de converter a energia do sol em energia química usando uma série de reações bioquímicas conhecidas como fotossíntese. Esse processo tornou a atmosfera da Terra rica em oxigênio, permitindo que a vida animal surgisse e prosperasse, e sustenta toda a nossa cadeia alimentar.

A fotossíntese ocorre em duas etapas. Na primeira, a luz é absorvida e utilizada para sintetizar moléculas de energia, tendo como subproduto o oxigênio. Essas moléculas de energia são então usadas para alimentar o segundo estágio, no qual o dióxido de carbono do ar é fixado em açúcares à base de carbono, como glicose e sacarose.

Como a fotossíntese é um processo tão antigo – que antecede e, de fato, moldou a composição atual da atmosfera – não é particularmente eficiente. O mecanismo pelo qual as plantas capturam dióxido de carbono do ar é vítima de seu próprio sucesso. Em uma atmosfera rica em dióxido de carbono, foi fácil para as plantas pegarem o carbono necessário para o segundo estágio. Mas agora, é uma história diferente e as plantas são limitadas pela ainda pequena quantidade de dióxido de carbono na atmosfera e não podem bloqueá-lo com eficiência.

Felizmente, as algas fotossintéticas desenvolveram mecanismos que aumentam sua eficiência concentrando dióxido de carbono em torno da enzima responsável por fixá-lo em açúcares. Esse impulso bioquímico é parte do que permite que as algas cresçam tão rapidamente.

"Se as ferramentas celulares subjacentes a essa capacidade puderem ser aproveitadas, isso nos permitiria projetar plantas mais produtivas", explicou Burlacot. “Isso ajudaria na luta contra as mudanças climáticas, sequestrando mais dióxido de carbono da atmosfera e ajudaria a combater a fome no mundo produzindo mais alimentos”.

Burlacot e colaboradores da Universidade de Aix-Marseilles – Ousmane Dao, Pascaline Auroy, Stephan Cuiné, Yonghua Li-Beisson e Gilles Peltier – foram capazes de elucidar o caminho da energia que impulsiona a capacidade das algas de concentrar dióxido de carbono.

Para ser transportado através das membranas biológicas em que ocorre o segundo estágio da fotossíntese, o dióxido de carbono atmosférico deve ser convertido em bicarbonato e depois de volta. Os pesquisadores revelaram como as células criam a energia para conduzir essa série de alterações, permitindo que o dióxido de carbono seja concentrado sem cortar o fornecimento de energia da célula para o processo de fixação de carbono.

"Há muito se sabe que a capacidade das algas de concentrar dióxido de carbono e melhorar a eficiência fotossintética exigia energia, mas os mecanismos moleculares desse processo permaneceram pouco compreendidos até agora", concluiu Burlacot. "Nosso trabalho revelou a caixa de ferramentas energética que precisamos para melhorar a captura de carbono na fotossíntese."