IAC celebra 139 anos potencializando a cana para produção de biocombustíveis avançados

O Instituto Agronômico (IAC) completa 139 anos com mais uma conquista científica voltada à inovação no setor sucroenergético. O IAC obteve a patente de uma ferramenta biotecnológica capaz de aumentar a produção de biomassa vegetal e modificar sua composição, tornando-a mais adequada aos processos industriais de conversão em biocombustíveis avançados.

A tecnologia — intitulada “Cassete de superexpressão do gene SHINE para produção de plantas com aumento de biomassa e alteração da mesma, seus usos e métodos” — é resultado de cerca de duas décadas de pesquisas conduzidas pelo Laboratório de Biotecnologia da Divisão Avançada de Pesquisa e Desenvolvimento de Cana do IAC, em Ribeirão Preto, interior paulista. Fundado em 27 de junho de 1887 por D. Pedro II, o IAC celebra 139 anos de existência este mês. A cerimônia comemorativa será realizada no próximo dia 30, às 15h, em Campinas.

Os resultados da pesquisa mostraram que é possível aumentar a produção de biomassa e, ao mesmo tempo, torná-la mais acessível aos processos industriais de conversão. “Essa combinação é particularmente interessante para a produção de etanol celulósico, combustíveis sustentáveis de aviação (SAF), bioquímicos e outros produtos da bioeconomia”, destaca a pesquisadora do IAC e inventora da patente, Silvana Aparecida Creste Dias de Souza.

Essa patente fortalece a estratégia institucional do IAC de transformar resultados científicos em tecnologias aplicáveis aos setores produtivos, contribuindo para a competitividade da agricultura brasileira e para o desenvolvimento de uma economia de baixo carbono baseada em recursos renováveis.

Segundo a cientista, essa invenção tem foco na compreensão dos mecanismos genéticos envolvidos na formação da parede celular da cana energia e da cana-de-açúcar e no desenvolvimento de estratégias capazes de aumentar o aproveitamento da biomassa para a produção de energia renovável. “A tecnologia utiliza a superexpressão do gene SHINE, um fator de transcrição que regula processos relacionados ao crescimento vegetal e à composição da parede celular”, comenta a pesquisadora do IAC, da APTA (Diretoria de Pesquisa dos Agronegócios), da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo.

Os estudos demonstraram que a expressão desse gene promove simultaneamente aumento da produção de biomassa, redução dos teores de lignina e maior eficiência da sacarificação, etapa responsável pela conversão da biomassa em açúcares fermentáveis. “Essas características são particularmente relevantes para a produção de etanol de segunda geração (2G), obtido a partir da fração lignocelulósica da cana, como bagaço e palha. Diferentemente do etanol convencional, produzido a partir dos açúcares presentes no caldo da cana, o etanol 2G depende da quebra da parede celular vegetal para liberar os açúcares estruturais presentes na celulose e hemicelulose”, explica.

Tecnologia patenteada reduz a lignina, aumenta a disponibilidade da biomassa e contribui para elevar a eficiência da conversão da matéria-prima em biocombustíveis

Silvana Creste relata que um dos principais desafios desse processo é justamente a presença da lignina, componente que confere rigidez à planta e dificulta o acesso das enzimas à celulose e hemicelulose durante o processamento industrial. A hemicelulose é um componente da parede celular, junto com a celulose e a lignina. “Nosso objetivo foi desenvolver uma tecnologia capaz de atuar simultaneamente em dois gargalos importantes da produção de etanol de segunda geração: aumentar a disponibilidade de biomassa e melhorar sua conversão em açúcares fermentáveis. Os resultados demonstraram que o gene SHINE possui grande potencial para aplicações em culturas energéticas”, afirma a pesquisadora do Instituto Agronômico.

Nos últimos anos, eventos transgênicos desenvolvidos com a tecnologia SHINE foram avaliados em campo em duas variedades de cana-de-açúcar desenvolvidas pelo Instituto Agronômico: a IACSP01-5503 e a IACSP02-1064. Conduzidos ao longo de dois ciclos agrícolas, os experimentos demonstraram ganhos consistentes na produção de biomassa seca por hectare, acompanhados por aumento da produção de açúcar por hectare. “Esses dados indicam que a tecnologia não apenas favorece o aproveitamento da biomassa para etanol celulósico, mas também pode contribuir para o aumento da produção de açúcar e de energia por unidade de área cultivada”, afirma.

Além do potencial para a indústria de biocombustíveis, a tecnologia também poderá ser incorporada futuramente a novas plataformas de melhoramento e engenharia genética de plantas, combinando-se a outras características agronômicas de interesse, como resistência a pragas, tolerância a herbicidas e adaptação a condições ambientais adversas.

A ferramenta surgiu a partir de estudos de genômica funcional voltados à identificação de genes capazes de alterar características estruturais da planta sem comprometer seu desenvolvimento. Embora a tecnologia tenha sido originalmente concebida para aumentar a eficiência da produção de etanol de segunda geração, os resultados obtidos em avaliações de campo mostraram o aumento expressivo da produtividade agrícola — um benefício adicional de grande relevância para o setor sucroenergético.

Além da pesquisadora do IAC, a equipe de inventores reúne também Alexandre Palma Boer Martins, Michael dos Santos Brito, Paula Macedo Nóbile e Natália Gonçalves Takahashi. O trabalho contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

Por Carla Gomes (MTb 28156) – jornalista científica

Asses. Imprensa – Instituto Agronômico (IAC)