p Um desafio na produção de bioprodutos (produtos químicos e materiais feitos de organismos vivos) é o fornecimento de grandes quantidades de blocos de construção baratos e de origem sustentável a partir dos quais esses produtos podem ser feitos. O Joint Bioenergy Institute (JBEI) está enfrentando esse desafio desenvolvendo métodos sustentáveis ​​para produzir esses blocos de construção de bioprodutos. Mais recentemente, Os cientistas do JBEI na Divisão de Matérias-primas descobriram como produzir grandes quantidades de um bloco de construção promissor, 2-pirona-4, Ácido 6-dicarboxílico (PDC), nas plantas. p O PDC normalmente não é produzido por plantas como a usada neste estudo, Arabidopsis thaliana. Em vez, O PDC é normalmente sintetizado na natureza por bactérias do solo que degradam um componente das plantas chamado lignina (uma substância resistente, componente de planta de difícil utilização). O pesquisador líder neste projeto, Dr. Aymerick Eudes, explicou que sua equipe "introduziu com sucesso uma nova capacidade nas plantas para transformar precursores de lignina em PDC". Especificamente, A equipe do Dr. Eudes projetou plantas de A. thaliana para produzir enzimas, que vêm de bactérias do solo (Corynebacterium glutamicum e Comamonas testosteroni), que pode converter lignina em PDC.

p O acúmulo de plásticos não biodegradáveis ​​se tornou um grande problema ambiental. O Departamento de Energia (DOE) lançou recentemente o Desafio de Inovações em Plásticos para reduzir drasticamente o desperdício de plástico até 2030. O PDC é um bioproduto atraente que pode ser convertido em vários produtos de consumo, incluindo plásticos biodegradáveis, ajudando a resolver a questão dos resíduos de plástico. Historicamente, não tem havido uma maneira sustentável de fazer PDC, até que as bactérias foram recentemente projetadas para sintetizá-lo.

p Neste estudo, pesquisadores projetaram a primeira rota de produção baseada em plantas para o PDC. O pioneirismo na produção de PDC em plantas permitirá que os bioplásticos sejam produzidos de forma mais barata e sustentável. Especificamente, para o crescimento, essas plantas projetadas utilizam recursos gratuitos e "verdes", dióxido de carbono atmosférico e energia solar, ao sintetizar PDC.

p Os métodos atuais de produção de plástico utilizam combustíveis fósseis, como petróleo e resultam em plásticos não biodegradáveis ​​que frequentemente não são reciclados e podem se acumular em, e danificam ambientes naturais. Esse novo método de produção de PDC ajudará os bioplásticos ecológicos (que são biodegradáveis ​​e de origem renovável) a competir com os plásticos tradicionais, reduzindo o custo de sua produção.

p Neste estudo, pesquisadores projetaram geneticamente uma planta para produzir PDC, um promissor bloco de construção de bioprodutos. A produção de PDC na planta A. thaliana modificada não teve impacto negativo em seu crescimento e reduziu significativamente a quantidade de lignina presente na planta. Isso provavelmente se deve ao fato de que o processo de produção de PDC desvia recursos da formação de lignina. No contexto do cultivo de plantas para uso na produção de biocombustíveis, esta diminuição do teor de lignina é realmente benéfica. Especificamente, reduzir a quantidade de lignina nas plantas permite que as enzimas quebrem com mais eficiência um componente das plantas chamado celulose (uma fibra resistente feita de cadeias de açúcares) em açúcares valiosos, que os micróbios podem consumir para produzir biocombustíveis.

p Dr. Chien-Yuan Lin, cientista do projeto no JBEI e o primeiro autor do estudo, observa que esta é uma estratégia "única" ganha-ganha "para promover a produção de biocombustíveis e bioprodutos a partir de plantas. A tecnologia de produção de PDC desenvolvida no JBEI tem o potencial de ser transferida de A. thaliana (uma espécie de planta não comumente cultivada fora do laboratório configurações) para culturas de bioenergia e pode melhorar a viabilidade econômica, e sustentabilidade, de produção de bioplásticos e biocombustíveis "nessas culturas. Na verdade, Dr. Lin disse que "as descobertas deste estudo nos motivaram a investigar o efeito da produção de PDC em sorgo modificado, uma cultura de bioenergia atraente promovida pelo DOE. "Dr. Lin disse que esperava determinar se o sorgo produtor de PDC exibia" as mesmas características benéficas "observadas em plantas A. thaliana produtoras de PDC por meio de testes do sorgo modificado no campo .