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Jornal de Piracicaba

Técnica que permite ver imagens em célula vegetal pode favorecer obtenção de etanol 2G

Publicado em 18 agosto 2020

Por Governo do Estado de São Paulo

Um dos principais desafios para a produção em larga escala do etanol de segunda geração (26), feito a partir do bagaço da cana, é encontrar formas mais fáceis de remover da matéria prima a lignina. Essa molécula que compõe a parede celular das plantas, conferindo resistência mecânica e proteção contra patógenos, também dificulta a obtenção da celulose. Criar variedades geneticamente modificadas, nas quais as enzimas responsáveis pela síntese de lignina encontram-se “ desligadas ”, tem sido uma das possibilidades estudadas. Teme-se, no entanto, que o resultado sejam plantas mais frágeis e suscetíveis a fenômenos como o embolismo (formação de bolhas de ar nas células). Para entender como a parede celular que sofreu modificação genética se comporta, um grupo de cientistas obteve imagens tridimensionais com alta resolução de fragmentos de Arabi do psis thalia na, espécie de planta comumente usada como modelo em estudos de melhoramento, por meio de raios X (tomografia computadorizada de raios X cri opticográficos).Trata-se de uma técnica de imagem que pode revelar a estrutura hierárquica tridimensional de biomateriais em grandes campos de visão. As imagens em 3D permitem es Processos observados podem revelar estrutura hierárquica tridimensional de biomateriais miudar os processos que ocorrem no interior das células e simular qual deve ser a espessura da parede celular em relação à parte interior da célula (lúmen), para que a planta não colapse.

O trabalho recebeu apoio da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) por meio de um Auxílio à Pesquisa Jovens Pesquisadores e de uma Bolsa no Exterior. O artigo, assinado por uma equipe multidisciplinar, foi publicado em abril na Scientific Reports. METODOLOGIA Os cientistas compararam porções nanométricas dos pecíolos de uma variedade selvagem de Arabi do psis thalia na e uma variedade modificada geneticamente (o mutante C4H). O pecíolo, segmento da folha que a prende ao ramo, é considerado um tecido rico em tipos celulares, o que permite a análise da maior quantidade possível de diferentes tipos de células. “ O que fizemos foi olhar para diferentes tipos celulares na variedade selvagem, sabendo que alguns têm paredes mais ricas em lignina, como as fibras, por exemplo, para poder comparar com a variedade mutante. Fizemos uma estimativa da quantidade de lignina baseada na espessura da parede celular ”, explica a bióloga Carla Cristina Polo, pesquisadora do LNLS (labora divulgação me nes a PP tório Nacional de Luz Síncrotron), que integra o CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais), com sede em Campinas.

O cultivo e a preparação das amostras foram feitos no Departamento de Biologia Vegetal do Instituto de Biologia da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas), em colaboração com os pesquisadores Paulo Mazza fera e Luciano Pereira. As medições foram realizadas na Suíça, na linha de luz cSAXS da SLS (Swiss Light Source) no Paul Sc herrer Institute. “ Nós, do LNLS, cuidamos de caracterizar essas amostras. Mas o uso de raios X e a obtenção de imagens de alta definição em 3D nos permitiram não apenas um alto nível de detalhamento das imagens maiores, como também examinar minuciosamente o interior das células. É como se pudéssemos' entrar' na célula ”, diz Polo.

De acordo com a pesquisadora, a aplicação de raio X para estudo de tecidos vegetais é algo raro. “ Até a publicação do nosso trabalho, não havia nada no nível de resolução ao qual chegamos. As imagens 3D nos permitem estudar processos metabólicos fundamentais das amostras ou, ainda, doenças que tenham sido descritas funcionalmente, mas não estruturalmente ”, salienta.

O físico Florian Meneau, pesquisador do LNIS e líder da linha de luz Cateretê, do acelerador de partículas Sirius, reforça a importância de incentivar o desenvolvimento da metodologia. “ Estamos usando raios X para fazer imagens, cujo poder de penetração nas amostras é muito maior quando comparado ao poder de penetração dos elétrons. Embora hoje a microscopia eletrônica permita chegar ao nível atômico, a imagem por raio-X ainda permite determinar a estrutura tridimensional de amostras espessas e alcançar resoluções de poucos nanômetros. Portanto, nossos experimentos são estatisticamente muito relevantes porque a quantidade de dados reforça os argumentos e conclusões dos estudos sobre o tema ”, enfatiza.