Desde que as primeiras indústrias petroquímicas começaram a se desenvolver no final do século 19, houve uma verdadeira explosão na criação de novos compostos: plásticos, pesticidas sintéticos, solventes industriais, PCBs, retardantes de chama, CFCs, entre outros. A partir daí, águas residuais industriais, poluição por petróleo e contaminação por plástico se tornaram ameaças à saúde e integridade dos ecossistemas marinhos em todo o mundo,
O grande problema da poluição ambiental é que a velocidade com que criamos muitas substâncias químicas novas (que nunca existiram antes na natureza) é muito maior do que a natureza consegue se adaptar para degradá-las. Produzidos de forma alarmante, esses poluentes são venenosos, causam danos genéticos e não desaparecem facilmente do ambiente.
Embora diversas bactérias tenham, recentemente, desenvolvido a capacidade de neutralizar esses contaminantes industriais e plásticos, seu uso tem sido limitado pela complexidade dos poluentes orgânicos e pela baixa tolerância desses microrganismos a ambientes salinos. Agora, uma equipe de pesquisa chinesa desenvolveu uma nova cepa bacteriana capaz de decompor cinco tipos de poluentes ao mesmo tempo.
Escolhendo a bactéria ideal para decompor resíduos industriais
Publicado recentemente na revista Nature, o estudo partiu do princípio que grande parte da contaminação industrial com moléculas orgânicas tóxicas está concentrada em água salobra ou salgada. Para sobreviver nessas condições os pesquisadores de Shenzhen testaram várias bactérias, até identificar a Vibrio natriegens como a mais promissora para o projeto.
Embora tenha demonstrado uma notável taxa de duplicação em apenas dez minutos, a espécie teve que ser modificada para se tornar mais manipulável geneticamente. Após essa regulação, os autores estudaram o DNA de outros micróbios que já conseguiam quebrar poluentes industriais. Eles descobriram que esses micróbios têm grupos de 3 a 11 genes especiais que funcionam juntos.
Cada grupo de genes produz um conjunto de enzimas (proteínas especiais) que atuam em equipe para quebrar um tipo específico de poluente. Como esses genes ficam agrupados no DNA, a bactéria consegue ativar ou desativar toda essa ‘equipe’ de uma vez, conforme a necessidade. A equipe então sintetizou nove clusters gênicos e os adaptaram para funcionar em diferentes linhagens da V. natriegens.
O teste das bactérias geneticamente modificadas
Ao inserir clusters genéticos de uma levedura na V. natriegens, os cientistas criaram cepas capazes de degradar poluentes como benzeno, tolueno e naftaleno. Testes iniciais mostraram que cinco dos nove grupos funcionaram, decompondo bifenil, fenol, naftaleno, DBF e tolueno. Em seguida, os pesquisadores combinaram esses clusters em uma única cepa, que em dois dias removeu até 100% do naftaleno e quase todo o tolueno em soluções controladas.
Essa cepa modificada foi depois testada em águas residuais e solo contaminado, e eliminou mais de 95% da maioria dos químicos e 80% do fenol. Há, no entanto, algumas limitações: a bactéria não degrada todos os poluentes, depende de ambientes salinos para crescer e não metaboliza os subprodutos da degradação, deixando resíduos menos tóxicos. Além disso, sem estar cercada por poluentes o tempo todo, a bactéria pode parar de usar os clusteres gênicos.
Ainda assim, o estudo demonstra o potencial de bactérias geneticamente adaptadas na biorremediação. Mas, para que essa tecnologia funcione de forma duradoura e eficiente, é preciso que a bactéria “tire proveito” do que está degradando, ou seja, use os poluentes que está quebrando como fonte de energia ou nutrientes.
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