Um grupo de pesquisadores coreanos alterou geneticamente a
bactéria Escherichia coli (E. coli)transformando-a em uma "fábrica
biológica" de um composto químico usado pelas indústrias farmacêutica e
química e que custa cerca de US$1.600,00 a tonelada.
O composto produzido pela nova bactéria é a putrescina, uma
diamina com quatro carbonos, utilizada para fabricar, entre outros o nylon, um
plástico de amplo uso industrial. A indústria consome cerca de 10.000 toneladas
de putrescina por ano, com tendência de crescimento.
Biorrefinaria bacteriana
Hoje a putrescina é produzida a partir do petróleo, exigindo
catalisadores de alto custo, em um processo tóxico e altamente inflamável.
A equipe do professor Sang Yup Lee, do instituto de
pesquisas KAIST, conseguiu produzir a putrescina por uma via biotecnológica,
utilizando apenas materiais renováveis.
"Pela primeira vez nós desenvolvemos uma cepa de E.
coli com um metabolismo alterado que
produz putrescina com alta eficiência," diz o pesquisador. "O
desenvolvimento de uma biorrefinaria para compostos químicos é muito importante
em um mundo onde a dependência dos combustíveis fosseis é uma preocupação
crescente."
Programação metabólica
A programação metabólica de uma bactéria refere-se ao ajuste
preciso e à otimização das redes regulatória e metabólica do microorganismo
para que ele aumente a produção do composto químico desejado.
Primeiro os pesquisadores enfraqueceram ou eliminaram as
rotas metabólicas da E. coli que competem com a produção da putrescina. Depois
eles eliminaram as rotas que degradam o composto químico, além de amplificar a
produção da enzima Spec C, que converte o composto ornitina em putrescina.
Finalmente, o exportador de putrescina, que permite a
excreção intracelular da putrescina foi ajustado com um regulador global para
aumentar a concentração do composto.
Industrialmente competitivo
O resultado final dessa manipulação genética e metabólica
foi uma cepa de E. colicapaz de produzir 24,2 gramas por putrescina por litro
de solução bacteriana.
Os pesquisadores descobriram que a E. coli pode tolerar uma
concentração de até 0,5 M de putrescina, o que é 10 vezes superior à
concentração do composto no microorganismo natural.
Esse nível de tolerância foi uma surpresa para os
cientistas, significando que a bactéria pode ser ajustada para produzir um
excesso de putrescina que se torna competitivo em termos industriais.
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