De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), no Brasil, desenvolveu uma tecnologia de modificação genética que pode aumentar a produção de bioetanol em quase 30% em comparação com cepas não modificadas. A tecnologia já teve patente solicitada e foi licenciada, por meio da agência de inovação da Unicamp, a Inova Unicamp, para a empresa norte-americana Terragia Biofuel, que ficará responsável por avançar para a fase de testes em escala ampliada.
O resultado é fruto da pesquisa de doutorado de Layse Costa de Souza no Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Unicamp, inserida em um acordo de pesquisa, desenvolvimento e inovação entre a Unicamp, o Dartmouth College, dos Estados Unidos, e a Terragia Biofuel. O trabalho está vinculado ao Laboratório Avançado de Biocombustíveis de Segunda Geração (A2G), sediado na Unicamp, e é financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) por meio do programa São Paulo Excellence Chair (SPEC).
O etanol de segunda geração (2G) é visto como um potencial intermediário para combustível sustentável de aviação e produtos químicos de base, mas seu custo de produção atualmente é superior ao dos combustíveis fósseis e ao do etanol de primeira geração. O processo tradicional utiliza resíduos como bagaço de cana e palha como matéria-prima, dependendo da fermentação por leveduras, exigindo pré-tratamento termoquímico em altas temperaturas e o uso de hidrolases para decompor a hemicelulose e converter a celulose em glicose — duas etapas que elevam significativamente os custos. Uma alternativa é o processamento biológico consolidado (CBP), que substitui as leveduras por bactérias termofílicas anaeróbicas, permitindo que o microrganismo realize a degradação da lignocelulose e a fermentação no mesmo processo, eliminando a etapa de pré-tratamento.
A rota CBP vem sendo estudada há mais de três décadas pela equipe do professor Lee Lynd, do Dartmouth College, com foco principal na bactéria Clostridium thermocellum. Esse microrganismo degrada celulose com eficiência, mas sua produção natural de etanol é muito baixa. O pesquisador da Terragia Biofuel, Christopher David Herring, aponta que as leveduras atuais fermentam uma gama limitada de carboidratos, enquanto essas bactérias, embora fermentem uma variedade maior, precisam de engenharia genética para atingir eficiência equivalente. A equipe sabia pouco, até então, sobre os mecanismos de equilíbrio de hidrogênio e elétrons no metabolismo bacteriano — exatamente a lacuna de conhecimento que limitava a produção de etanol.
Para preencher essa lacuna, pesquisadores brasileiros e norte-americanos introduziram uma segunda bactéria, a Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum. Essa espécie também é anaeróbica e termofílica, com a característica de produzir etanol com alta eficiência, mas não degrada celulose. Os dois microrganismos se complementam: um é especializado em degradar biomassa, o outro em produzir etanol.
Souza realizou um ano de doutorado sanduíche no laboratório de Lynd, após dois anos de pesquisa no Brasil. Durante o período no exterior, ela mapeou as vias metabólicas da cepa eficiente na produção de etanol, identificou proteínas-chave e, por meio de plasmídeos, transferiu os genes correspondentes para a bactéria CBP que ainda não fermentava adequadamente. Em outra parte dos experimentos, conduzida na Unicamp, ela demonstrou por meio de ensaios bioquímicos que a proteína é um componente central do mecanismo.
A pesquisa derrubou uma antiga suposição na bioquímica microbiana: as hidrogenases produtoras de hidrogênio eram vistas como competidoras da síntese de etanol, pois desviariam elétrons que poderiam fluir para o produto final. A equipe identificou uma hidrogenase específica, a HfsD, cujo papel é justamente o oposto — na ausência dessa enzima, a célula não consegue reciclar a ferredoxina nem produzir o cofator NADPH necessário para a etapa final da reação. A hipótese proposta, de "equilíbrio redox via ciclo de hidrogênio", foi formalmente apresentada na defesa de tese de doutorado de Souza, realizada em abril de 2026. Como a HfsD gera excesso de cofatores, exigindo proteínas auxiliares para equilibrar o processo, a equipe testou duas cepas com diferentes combinações de genes.
Os resultados dos testes de bancada mostraram que a produtividade das cepas modificadas foi quase 30% superior à das bactérias não modificadas. Entre elas, a cepa A2G-0053, após a inserção da hidrogenase-chave, elevou a produtividade de 59,8% para 88,5% do máximo teórico. A pesquisadora do CBMEG, Luana Walravens Bergamo, avaliou que tentativas anteriores de modificação com proteínas heterólogas geralmente resultavam em ganhos de apenas 5% a 10% — um resultado significativamente mais expressivo.
O projeto atualmente tem foco na produção de etanol a partir do bagaço de cana, mas agave, palha de milho e folhas de eucalipto também podem ser utilizados como substratos. Bergamo mencionou que o desafio comum a todas as cepas é compreender o limite produtivo das bactérias e o ponto crítico em que o acúmulo de etanol gera inibição reversa. Além disso, é necessário avaliar a competitividade das cepas modificadas diante de bactérias invasoras em biorreatores industriais. A próxima etapa, os testes em escala ampliada, será conduzida pela empresa norte-americana que licenciou a tecnologia, a fim de verificar se o desempenho de bancada se reproduz em lotes de grande escala.
