A descoberta do mecanismo que as plantas usam para trocar o óleo de sementes pode impactar os óleos industriais e alimentícios
Uma planta Physaraia, que os pesquisadores descobriram que pode alterar a composição química do óleo em suas sementes depois que o óleo já estiver produzido. Crédito:Phil Bates, Universidade Estadual de Washington Os pesquisadores descobriram um novo mecanismo de biossíntese de óleo e encontraram uma maneira de modificar geneticamente um tipo de planta de teste para produzir com mais eficiência diferentes tipos de óleo de semente que de outra forma não seriam produzidos.
Embora a engenharia seja uma prova de conceito, esta descoberta pode levar a uma melhor produção de óleos valiosos utilizados na alimentação e por uma série de indústrias. O estudo, liderado por pesquisadores da Washington State University, foi publicado na revista Nature Communications .
“Os cientistas têm trabalhado na produção de novas composições de óleo de sementes há décadas, mas na maioria das vezes você obtém apenas pequenas quantidades do óleo desejado”, disse Phil Bates, professor da WSU e autor principal do estudo.
Bates e seus coautores descobriram que Physaria fendleri, uma planta relacionada à canola, pode alterar naturalmente a composição de ácidos graxos em seu óleo de semente depois de já ter sido produzido, algo que ninguém sabia que qualquer planta poderia fazer. Eles descobriram o mecanismo genético que Physaria usa para fazer essas mudanças e, em seguida, projetaram geneticamente uma planta relacionada chamada Arabidopsis para fazer as mesmas alterações nos ácidos graxos.
A Arabidopsis modificada superou gargalos metabólicos e produziu quantidades significativas de um óleo semelhante ao óleo de mamona que não produz naturalmente.
Os óleos vegetais são utilizados nas indústrias alimentícia, farmacêutica, cosmética, industrial, química e de biocombustíveis. O valor dos óleos vegetais decorre da sua composição de ácidos graxos. Cerca de 90% do óleo é valioso para usos industriais em culturas como a mamona, disse Bates.
Mas se os genes desejáveis para a produção de petróleo forem transferidos para outra planta, apenas pequenas quantidades do óleo produzido serão utilizáveis pela indústria. O mecanismo recém-descoberto de biossíntese de petróleo mostra uma maneira de aumentar essa produção.
“Sempre pensamos que quando as plantas acumulam óleo durante o desenvolvimento das sementes, esse é o produto final”, disse Bates, membro do corpo docente do Instituto de Química Biológica da WSU. "Mas descobrimos que a Physaria, depois de produzir o óleo, remove alguns dos ácidos graxos do óleo e os substitui por outros."
Esses óleos poderiam substituir a dependência do cultivo de culturas perigosas, como a mamona. A mamona é proibida nos EUA porque também produz ricina, um veneno perigoso. O óleo de mamona é valioso em lubrificantes industriais, mas caro porque apenas algumas nações podem cultivar as plantas, seja legalmente ou ambientalmente.
“Podemos usar este novo processo biossintético como uma ferramenta para alterar a composição do petróleo”, disse Bates. "Estamos no ponto de partida para colocar isso em plantas cultivadas. Queremos eventualmente produzir ácidos graxos saudáveis, além dos usos industriais."
Bates e seus colegas também estão analisando outras fábricas para ver se fazem remodelações semelhantes nos óleos após a produção.
“Ainda não identificamos nenhum outro, mas nunca procuramos antes”, disse Bates. “Esta é uma nova descoberta que ninguém sabia que as plantas poderiam fazer. Queremos ver se as plantas cultivadas comuns, como a canola, também podem fazer essa remodelação.”
Outros usos potenciais para este processo incluem alimentos para pessoas e biocombustíveis, especialmente combustível para aviação.
O projeto foi uma colaboração entre o laboratório Bates e o laboratório Smertenko, ambos no Instituto de Química Biológica da WSU, bem como dois laboratórios do Departamento de Agricultura dos EUA.
