Nosso grito de independência energética ainda está atravessado na garganta

Produzido a partir da cana-de-a√ß√ļcar e conhecido pelos brasileiros h√° mais de 30 anos, o etanol foi a resposta nacional para a crise do petr√≥leo e a busca de um combust√≠vel mais limpo. Entretanto, para encher o tanque do seu carro, √© necess√°rio meia tonelada de cana. E mais: o etanol tem apenas 2/3 da efici√™ncia da gasolina e requer √°reas que poderiam ser empregadas para o plantio de alimentos. O Projeto Pr√≥-√Ālcool, criado na d√©cada de 70, parecia ser nosso grito de independ√™ncia na √°rea de energia automotiva. Mas este grito corre o risco de ficar atravessado na nossa garganta. Em 1975, uma tonelada de cana-de-a√ß√ļcar era capaz de produzir 65 litros de √°lcool.¬†¬†Quase quarenta anos depois, este n√ļmero subiu para apenas 90 litros.

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Em 2012, durante o encontro Rio +20, quarenta minivans abastecidas com etanol de segunda gera√ß√£o foram utlizadas no evento. A diferen√ßa do etanol de segunda gera√ß√£o √© que este pode ser fabricado a partir da celulose, presente em qualquer parte da planta, como baga√ßo, palha e folhas. Essa nova tecnologia deve aumentar em 40% a produ√ß√£o sem que haja crescimento da √°rea plantada e espera-se que atinja pre√ßos competitivos em 2016. Isso √© muito importante pois o plantio da cana no Brasil j√° ocupa 8,1 milh√Ķes de hectares, uma √°rea quase do tamanho de Portugal. A expans√£o desta cultura deslocaria pastos e outras planta√ß√Ķes para o interior do pa√≠s, intensificando o desmatamento, o uso de fertilizantes e o aumento dos pre√ßos.

imagesPor isso, diversas empresas, principalmente americanas, est√£o correndo atr√°s dos combust√≠veis conhecidos como ‚Äúdrop in fuels‚ÄĚ,¬†assim chamados pois utilizam a mesma infraestrutura de distribui√ß√£o e armazenamento dos combustiveis f√≥sseis e n√£o exigem altera√ß√Ķes no motor. A¬†start-up¬†Joule Unlimited pretende entregar o que eles chamam de¬†Liquid Fuel from the Sun‚ĄĘ usando¬†apenas tr√™s ingredientes: luz solar, CO2 e √°gua n√£o pot√°vel. Sem ocupar √°reas agr√≠colas, alimentos nem √°gua limpa, a empresa emprega cianobact√©rias geneticamente modificados para produzir lip√≠dios e carboidratos que podem ser convertidos em etanol, gasolina, diesel e combust√≠vel para avi√£o. A Audi est√° apostando nisso. Ela fez uma parceria com a Joule Unlimited para testar os combust√≠veis¬†Sunflow‚ĄĘ-E (etanol) e Sunflow‚ĄĘ-D (diesel)¬†e¬†¬†oferecer um transporte pessoal sem emiss√£o de CO2.Untitled4

Embora a primeira coisa que venha √† mente quando se fala em petr√≥leo seja combust√≠vel, ele na verdade est√° incorporado em muitos dos produtos que usamos no dia-a-dia. Fertilizantes, pesticidas, cimento, pl√°stico, produtos farmac√™uticos, roupas sint√©ticas s√£o apenas alguns itens que dependem dele. Por isso, para a LS9 (Life Sustain 9-Billion), ‚Äúo melhor substituto do petr√≥leo √© o petr√≥leo‚ÄĚ. A empresa que tem como co-fundador o cientista George Church est√° desenvolvendo uma¬†E. coli¬†capaz de produzir hidrocarbonetos sob medida utlizando uma variedade de fontes de carbono, como cana-de-a√ß√ļcar e milho. O objetivo maior √© desenvolver o micro-organismo para utilizar¬†polissacar√≠deos n√£o comest√≠veis ao inv√©s de fontes de alimento. A tecnologia permite que sejam selecionados o comprimento da cadeia carb√īnica, ramifica√ß√Ķes, satura√ß√£o e grupo funcional. O produto ent√£o formado √© secretado pela bact√©ria e permite que seja facilmente removido do meio de cultura. Um dos produtos da LS9, √© o¬†UltraClean DieselTM, que j√° recebeu aprova√ß√£o da EPA (Environment Protection Agency) para ser comercializado. Para a produ√ß√£o em massa a empresa adquiriu em 2010 uma planta de biodiesel em Okeechobee, na Florida onde pretende produzir incialmente entre 190 e 380 mil litros.

Mas o verdadeiro combust√≠vel de uma na√ß√£o n√£o √© o petr√≥leo, o etanol, a energia at√īmica ou solar, mas sim o capital financeiro e o capital humano que s√£o investidos em P&D. Este √© o caminho que temos que seguir. A biologia sint√©tica pode ajudar a solucionar muitos dos nossos problemas de modo eficiente, utilizando micro-organismos que n√£o dependam de terras ar√°veis, fontes de alimentos e √°gua pot√°vel para produzir hidrocarbonetos. Investir em pesquisas, em novas tecnologias, em empreendedores e profissionais brasileiros √© o que o pa√≠s precisa para dar seu verdadeiro e definitivo grito de independ√™ncia.

 

Referências:

Estratégias para tempos adversos.

Em tempos adversos √© comum haver muitas mudan√ßas e isto n√£o acontece somente com os humanos que saem as ruas, fazem guerra ou revolu√ß√£o. Na natureza observamos in√ļmeras estrat√©gias dos seres vivos para superar tempos dif√≠ceis, algumas bastante chocantes do ponto de vista humano, tais como infantic√≠dio ou canibalismo. E no mundo microsc√≥pio n√£o √© diferente.

Se voc√™ pensa que as bact√©rias morrem pac√≠ficas quando as condi√ß√Ķes n√£o s√£o favor√°veis voc√™ est√° bastante enganado. At√© mesmo para estes min√ļsculos seres unicelulares a vida pode ser complexa e cheias de decis√Ķes dif√≠ceis e estressantes a serem tomadas. Existem diversas estrat√©gias para lidar com tempos dif√≠ceis, tais como escassez de alimentos e danos ao DNA. Uma das estrat√©gias mais radicais e mais utilizadas quando a coisa est√° realmente feia √© formar esporos, uma resposta celular bastante complexa que envolve a ativa√ß√£o de mais de 500 genes ao longo de aproximadamente 10 horas. Este processo termina com a morte da c√©lula m√£e e a forma√ß√£o de uma c√©lula filha dormente com a capacidade de resistir a situa√ß√Ķes extremas como calor, radia√ß√£o e presen√ßa de substancias qu√≠micas. Por outro lado, durante este tempo o esporo n√£o pode tirar vantagem imediata de situa√ß√Ķes favor√°veis para se reproduzir.

Esporula√ß√£o √© uma tomada de decis√£o bastante complexa e que n√£o se inicia simplesmente com a escassez de alimentos, mas √© resultado de uma s√©rie de passos que podem ser descritas como decis√Ķes celulares sobre como lidar com o stress presente. Envolve, por exemplo, uma comunica√ß√£o entre as bact√©rias da mesma colonia por um mecanismo chamado de quorum sensing. Al√©m disto, antes da esporula√ß√£o, comumente as bact√©rias tentam outras t√°ticas como ativar um flagelo para buscar alimentos, secretar antibi√≥ticos e outras substancias na tentativa de destruir outros micr√≥bios competidores.¬† As c√©lulas tamb√©m checam uma s√©rie de condi√ß√Ķes internas antes de decidir esporular tais como a integridade do DNA cromossomal.

Mesmo quando a maior parte da colonia decide por esporular, o material gerado pela lise da membranas das c√©lulas que esporularam s√£o aproveitados por outras c√©lulas da colonia que, no caminho para esporular, entram no estado chamado de compet√™ncia, que consiste em abrir poros na membrana para facilitar a entrada de DNA ex√≥geno, que pode ser utilizado para reparo do DNA e eventualmente como fonte de informa√ß√£o gen√©tica que as ajudar√° a resistir ao momento. H√° ainda um outro caminho mais radical¬† tomado por algumas c√©lulas da col√īnia que consiste em secretar alguns fatores antibacterianos que faz com que c√©lulas irm√£s fiquem incapazes de esporular, causando inclusive a lise de sua membrana, em uma esp√©cie de canibalismo. Interessante notar que, sobre a perspectiva de teoria de jogos, a estrat√©gia de canibalismo seria predominante sobre a estrat√©gia de entrar em compet√™ncia, o que n√£o √© observado. Isto indica que possivelmente as c√©lulas em compet√™ncia s√£o imunes ao canibalismo, mas n√£o sabemos ainda se √© este o caso.

Modelos te√≥ricos/moleculares para este tipo de tomada de decis√Ķes normalmente consistem na integra√ß√£o de m√≥dulos g√™nicos formados principalmente por circuitos regulados por diversos fatores de transcri√ß√£o e micro RNAs. Estes tipos de sistemas g√™nicos tamb√©m desempenham um papel importante no desenvolvimento embrion√°rio e de c√©lulas cancer√≠genas, motivo pelo qual tem se dado muita aten√ß√£o a este tipo de estudo.

Referencias:

[1] Schultz, D., Wolynes, P. G., Jacob, E. B., & Onuchic, J. N. (2009). Deciding fate in adverse times: sporulation and competence in Bacillus subtilis. PNAS.
[2] Lu, M., Jolly, M. K., Gomoto, R., Huang, B., Onuchic, J. N., & Ben-Jacob, E. (2013). Tristability in Cancer Associated miRNA-TF Chimera Toggle Switch. The Journal of Physical Chemistry B.
[3] Stavropoulos, T., Schultz, D., Onuchic, J. N., & Ben Jacob, E. (2012). Breaking the Code of Bacteria Decision Making. Biophysical Journal.
[4] Ben-Jacob, E., S Coffey, D., & Levine, H. (2012). Bacterial survival strategies suggest rethinking cancer cooperativity. Trends in microbiology.