Cientistas utilizam cepa bacteriana presente em resíduos de poda para produzir bioprodutos sustentáveis

Pesquisadores argentinos e espanhóis descobriram uma cepa bacteriana, a Rhodococcus sp. 24CO, em resíduos de poda de oliveira com potencial para aplicações biotecnológicas.

Pesquisadores da Argentina e da Espanha demonstraram o potencial de uma cepa bacteriana presente nos resíduos da poda da oliveira para aplicações biotecnológicas. 

O estudo, publicado na revista Fermentation, baseia-se em pesquisas apresentadas em 2022 no XVII Congresso Argentino de Microbiologia Geral.

A cepa em questão, Rhodococcus sp. 24CO, converte efi­ci­en­temente várias fontes de carbono em lípidos neutros, espe­cia­l­me­n­te tri­a­ci­lo­glic­e­ri­dos, acu­mu­lan­do até 47 por­cento de sua biomassa como o lípido da dieta. 

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A síntese microbiana de triacilgliceróis tem recebido atenção significativa recentemente devido ao seu potencial para produzir produtos sustentáveis de alto valor a partir de resíduos. Esses produtos incluem biocombustíveis, detergentes, fertilizantes, cosméticos e componentes farmacêuticos.

Rhodococcus sp. 24CO foi isolado das folhas de cultivares de Frantoio na costa leste do sul da Patagônia. Muitas espécies de Rhodococcus são conhecidas por sua capacidade de mitigar poluição persistente e perigosa, como pesticidas, herbicidas e materiais radioativos, bem como por sua capacidade de converter substratos baratos em compostos mais valiosos.

Para avaliar as propriedades e capacidades da cepa, os pesquisadores a submeteram a vários testes.

Quando cultivada, a 24CO conseguiu crescer em quatro das 50 fontes de carbono testadas, incluindo frutose, manitol, sorbitol e aritol. As duas primeiras, naturalmente presentes nas folhas de oliveira, levaram a acumulações de triacilgliceróis de até 47% e 28% do peso seco celular, respectivamente.

Também ocorreu alta produção de lipídios neutros a partir do manitol em meio com nitrogênio, o que os autores acreditam ser um comportamento não relatado anteriormente e industrialmente relevante, uma vez que implica que a cepa produziria uma alta biomassa e, simultaneamente, altas quantidades de triacilgliceróis.

A análise química de extratos de folhas frescas e desidratadas de resíduos de poda de oliveira revelou altas relações carbono/nitrogênio, indicando sua adequação para a produção de lipídios. 

Outras culturas confirmaram isso, produzindo mais de 20% do peso seco celular como lipídios neutros com a infusão desidratada e 8% com a infusão fresca. Os triacilgliceróis produzidos com a primeira se assemelhavam aos da cultura com manitol.

Além disso, ambas as culturas detectaram pequenas quantidades de polihidroxibutirato, um polímero de interesse para a produção de plástico biodegradável. A análise do genoma da Rhodococcus sp. 24CO confirmou seu potencial para sintetizar esses polímeros.

A análise revelou ainda diferenças genéticas significativas entre o 24CO e o Rhodococcus sp. RHA1, um dos membros mais bem estudados do gênero. A 24CO não possuía vários genes ligados ao metabolismo redox e do nitrogênio presentes na RHA1, que são tipicamente ativados em condições de produção de lipídios. A ausência desses genes não pareceu impedir a acumulação de lipídios em 24CO, sugerindo mecanismos regulatórios alternativos.

Embora tenha-se constatado que a 24CO possui menos enzimas de ésteres de cera do que a RHA1, seus rendimentos lipídicos foram iguais ou superiores aos da primeira. Isso sugere que as enzimas responsáveis pela biossíntese de triacilgliceróis nessa cepa podem ser mais eficientes. As enzimas da via de Kennedy estavam totalmente presentes, no entanto, e apresentavam alta redundância.

Após avaliar as condições ambientais adequadas para a espécie, os pesquisadores concluíram que ela poderia sobreviver e se reproduzir entre 4 °C e 30 °C, com uma temperatura ideal de 28 °C. 

Experimentos de salinidade e pH mostraram que ela poderia tolerar até 5% em peso por volume de cloreto de sódio com um valor de pH de 6 a 10, ou seja, de levemente ácido a básico. 

Os autores também observam que as superfícies foliares na Patagônia representam um ambiente hostil, sujeito a alta radiação ultravioleta, baixos níveis de nutrientes e dessecação.

Embora estejam em andamento muitas iniciativas destinadas a reduzir e reutilizar os resíduos da azeitona, a maior parte dos resíduos da poda de oliveiras ainda é queimada. 

Somente na Espanha, são geradas aproximadamente 1,25 milhão de toneladas métricas de folhas provenientes da poda anualmente. Os pesquisadores acreditam que a Rhodococcus sp. 24CO é uma candidata viável para transformar essa enorme biomassa em produtos sustentáveis e valiosos, principalmente por meio da biossíntese de triacilgliceróis.