A pesquisadora Flávia Winck, do Laboratório de Biologia de Sistemas Regulatórios, integrante do Instituto de Química da Universidade de São Paulo, lidera um grupo de pesquisa que, utilizando os princípios da Biologia de Sistema, objetiva realizar o melhoramento da produção de biomassa em microalgas para acoplar o sistema de geração de biomassa com a biorremediação do meio ambiente.

A pesquisa possui um forte apelo para a sustentabilidade e, ao mesmo tempo, econômico. Isso porque as microalgas utilizam dióxido de carbono, nitratos e resíduos minerais para a produção de biomassa (matéria orgânica e não fóssil que pode ser usada para produção de energia). Dessa forma, as substâncias antes tóxicas ao meio ambiente voltam à sociedade em forma de biodiesel e compostos químicos de maior valor agregado.

O Brasil se destaca mundialmente no uso de biomassa, principalmente no que diz respeito a utilização para a produção de biocombustível. Ter outras formas de produção é, de fato, importante e proveitoso. Dados do site do Ministério de Minas e Energia mostram que, em relação à energias limpas e renováveis, em abril de 2015 a biomassa somou 12.417MW (megawatt, unidade de medida de energia elétrica) da potência instalada no país, número que superou a capacidade que terá a Usina de Belo Monte. Isso a colocou em terceiro lugar como matriz energética mais importante.

Segundo a pesquisadora, a idéia seria, por exemplo, colocar as microalgas para serem cultivadas em condições em que a mesma possa utilizar da luz solar para fazer fotossíntese (processo realizado pelas plantas para obtenção de energia) e capturar dióxido de carbono ao mesmo tempo em que utiliza os resíduos minerais encontrados em rios ou outros rejeitos industriais para a produção de biomassa. Assim, tendo à disposição os nutrientes necessários, as microalgas fariam reações metabólicas que resultariam na produção de biomassa, ao mesmo tempo em que estariam contribuindo para o ambiente, retirando do meio substâncias tóxicas e poluentes.

Por isso, o estudo está sendo feito com as microalgas, com o objetivo de juntar informações a nível molecular e genético sobre como as células controlam a formação de biomassa e quais são os processos regulatórios dentro dessas células que estão relacionados a produção de biomassa. Segundo Winck, estão sendo pesquisadas as “redes metabólicas que atuam no controle do acúmulo do carbono, do dióxido de carbono, dentro da célula, e como esse carbono vai formar biomassa”. A pesquisa também visa entender como e porquê essas células produzem, eventualmente, uma quantidade maior de lipídeos e proteínas.

Para isso, a pesquisa faz uso da Biologia de Sistemas, que permite integrar diversas camadas de conhecimento biológico para chegar às respostas para as perguntas biológicas feitas. Essa abordagem científica utiliza a junção do estudo de várias partes do sistema biológico dessas células (genes, proteínas, transcritos e metabólitos), e busca entender como essas várias partes, juntas, levam a determinada manifestação e comportamento em um organismo. Winck argumenta que essa abordagem científica promove a descoberta de particularidades dos sistemas de interesse, o que permite que, no futuro, aplicações biotecnológicas sejam desenvolvidas com essas microalgas. Soma-se a isso, a utilização das técnicas ômicas: proteômica (através da qual é feito um mapeamento das proteínas expressas na célula), transcriptômica (conjunto de transcritos, isto é, RNAs presentes na célula), genômica (análise do conjunto de todos os genes de um organismo) e a metabolômica (conjunto de metabólitos presentes na célula).

Ao compreender os processos de formação de biomassa nas microalgas, alterações genéticas seriam feitas e aplicadas em demais espécies de microalgas, que seriam usadas na produção de produtos sustentáveis e necessários para a nossa sociedade. O grupo, formado recentemente, está juntando informações de como é configurada a cromatina - complexo de DNA e proteínas localizado dentro do núcleo celular em eucariontes-, e quais são as proteínas regulatórias que atuam no controle da expressão gênica, estudando a biologia molecular desses organismos. Segundo a pesquisadora, a pesquisa foca em “tentar identificar quais redes biológicas, de regulação e metabólicas atuam no controle do acúmulo de carbono, do dióxido de carbono dentro da célula, e como que esse carbono vai formar biomassa, o que nos interessa.”