Gregg Beckham (à esquerda), Christopher Johnson, e Jeffery Linger são co-autores de um novo artigo de pesquisador que detalha como eles melhoraram a eficiência de uma enzima na quebra de biomassa. Crédito:Dennis Schroeder / NREL
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e da Universidade da Geórgia desenvolveram uma nova técnica de engenharia genética para melhorar drasticamente a capacidade de uma enzima de quebrar a biomassa.
O novo método, Evolução por amplificação e biologia sintética (EASy), permitiu aos cientistas acelerar a evolução das características desejáveis de um microrganismo. Esta técnica levou à fusão incomum de enzimas de duas espécies diferentes de bactérias e contribuiu para o uso emergente de micróbios para converter a lignina, um importante componente da biomassa vegetal, em produtos químicos valiosos.
O método EASy permite a incorporação consecutiva de centenas de cópias de um gene - que contém o código de uma enzima específica - em uma célula. Essa região de DNA repetitivo fornece à célula um meio de sofrer uma evolução acelerada desse gene. Isso pode levar à geração de enzimas de desempenho superior.
"Podemos fazer muitos, muitas mudanças aleatórias e identificar aquelas que são de interesse usando a evolução, "disse Christopher Johnson, um biólogo molecular no Centro Nacional de Bioenergia do NREL e co-autor do novo artigo, "Acelerar a evolução da via aumentando a dosagem do gene dos segmentos cromossômicos."
Publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences , o artigo foi coautor de Graham Dominick do NREL, Emily Fulk, Paval Khanna, Jeffrey Linger, e Gregg Beckham, e Melissa Tumen-Velasquez da Universidade da Geórgia, Alaa Ahmed, Sarah Lee, Alicia Schmidt, Mark Eiteman, e Ellen Neidle.
Os pesquisadores inseriram o DNA que codifica a enzima GcoA da bactéria Amycolatopsis em outra bactéria, Acinetobacter baylyi ADP1, colocando-o adjacente ao gene que codifica a enzima CatA. A técnica EASy resultou na fusão incomum de dois genes em um único gene que codifica uma enzima quimérica.
A característica proporcionada por esta enzima quimérica era a capacidade de converter com mais eficiência um componente da lignina - uma parte particularmente resistente da biomassa vegetal - em combustíveis, e um precursor de plásticos como a lignina de náilon compreende cerca de 30 por cento da biomassa.
"É uma questão de eficiência de conversão, "disse Linger." Se você não está usando esses 30 por cento, você está jogando fora. Estamos tentando capturar esses 30 por cento. "
