Matéria escrita para a disciplina “Tópicos de Divulgação Cientifica” do programa de pós-graduação em Ciências (microbiologia) do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
Por Maxwel Monção
As microalgas ou algas unicelulares são microrganismos encontrados em corpos aquáticos em todo o globo terrestre; podem ainda estar presentes em folhas ou caules de vegetais além de poder formar, em simbiose com fungos, os liquens(Figura 1) .São os principais integrantes do fitoplâncton, podendo ser encontrados de forma individualizada ou em colônias capazes de alcançar grandes dimensões. Esse grupo de organismos é considerado fundamental para a manutenção da vida na Terra uma vez que participam, juntos das macrófitas aquáticas, da produção de maior parte do O2 da atmosfera.
Figura 1 - Cultivo de microalgas, disponível em http://impressaodigital126.com.br/?p=13528
Segundo Scott Franklin, vice-presidente da divisão de biologia molecular na Solazyme, uma empresa na vanguarda da pesquisa com algas, o longo tempo desses organismos no planeta está diretamente relacionado com sua resistência e capacidade de adaptação, a maioria é capaz de produzir seu próprio alimento utilizando apenas de energia solar.
A simplicidade na estrutura desses organismos permite seu rápido crescimento despertando o interesse por aplicações biotecnológicas. Suas exigências nutricionais não são elevadas e o crescimento é rápido na presença de luz viabilizando sua produção em biorreatores abertos e com água de seu ambiente natural acrescida de antimicrobianos para facilitar o crescimento algal permitindo uma produção economicamente competitiva.
A produção de microalgas fotossintetizantes apresenta como vantagem ecológica à obtenção de créditos de carbono uma vez que nessa rota os organismos fazem fotoconversão de CO2 para a produção de matéria orgânica. Esse saldo de carbono gera grande interesse na pesquisa uma vez que pode ser uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis e fontes não renováveis de energia além do controle do efeito estufa. De acordo com estimativas do Climate Council (Figura 2), 62% dos combustíveis fósseis e 88% do carvão não devem ser extraídos e utilizados na geração de energia para controle das emissões de carbono na atmosfera. Nesse contexto, a produção de biocombustíveis deve ser intensificada de modo a oferecer a quantidade necessária de energia substituindo fontes não renováveis.
Devido ao grande impacto ambiental causado pelos combustíveis fósseis, o interesse em outras fontes de combustíveis tem se intensificado. O biodiesel é produzido a partir de fontes renováveis, pela transesterificação de triglicerídeos com alcoóis de cadeia curta, produzindo ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. As principais vantagens deste combustível devem-se ao fato do mesmo ser biodegradável, não tóxico e renovável. Além disso, o biodiesel pode ser misturado ao diesel fóssil em qualquer proporção.
Estudos recentes indicam que o biodiesel pode ser obtido a partir de microalgas, devido à facilidade de seu cultivo, quantidade intracelular de lipídios, viabilidade de manipulação genética das vias metabólicas, duplicação da biomassa em um curto período de tempo e possibilidade de controlar estas condições. A composição da biomassa microbiana se dá principalmente por três tipos de macromoléculas orgânicas: proteínas, carboidratos e lipídeos sendo os últimos utilizados como matéria prima na produção de biodiesel. A retirada dos lipídeos para a produção de biodiesel e conversão da biomassa remanescente em biocombustíveis garante um rendimento próximo a 100% que torna as microalgas uma das classes de organismos mais eficientes na produção de combustíveis não fósseis.
Referencias :
C. M. P. PereiraI; C. B. HobussI; J.V. MacielI; L. R. FerreiraI; F. B. Del PinoI; M. F. MeskoI; E. Jacob-LopesII; P. C. Neto. Biodiesel renovável derivado de microalgas: avanços e perspectivas tecnológicas Quim. Nova 10:2013-2018, 2012.
Impessão Digital, available at: http://impressaodigital126.com.br/?p=13528 - acesso em 26 de maio de 2015.
Mataa, T. M., Martinsa, A.A. & Caetano, N.S.: Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Ren. Sust. En. Rev. 14:217-232, 2010.
Portal Solazyme, disponível em: http://solazyme.com/blog/2014/08/12/the-magic-of-microalgae/ - acesso em 26 de maio de 2015.
RENUKA N; SOOD A; PRASANNA R. & AHLUWALIA AS. Influence of seasonal variation in water quality on the microalgal diversity of sewage wastewater. S Afr J Bot: 90, 137–145, 2014.
Spolaore, P., Joannis-Cassan, C., Duran, E., Isambert, A. Commercial applications of microalgae. J. Biosci. Bioeng. 101:87-96, 2006.
Além da produção de energia, outras aplicações também podem ser conferidas a esses organismos; no contexto ambiental, o uso de microalgas na fase final do tratamento de efluentes se apresenta como uma alternativa de baixo custo e alta eficiência uma vez que esses organismos são capazes de diminuir os níveis de N e P do material tratado além de sua capacidade de metabolizar metais pesados e hormônios que são encontrados no esgoto doméstico. Altos níveis de N e P nos efluentes quando lançados num corpo de água podem induzir a eutrofização[MG1] , processo onde existe uma alta densidade de organismos que geralmente diminui consideravelmente a quantidade de O2 dissolvido levando a mortandade de peixes.
A coloração característica dos flamingos e salmões se deve às suas dietas compostas de microalgas. A capacidade nutritiva desses organismos se dá por alta concentração de material orgânico de valor nutricional, por isso, outra aplicação desses organismos é na indústria alimentícia principalmente na produção de alimentos probióticos, pigmentos naturais, suplementos alimentares e produção de ração para animais. São ainda aplicadas na indústria cosmética na produção de cremes anti-idade e protetores solar. Moléculas de alto valor como ácidos graxos, pigmentos e isótopos bioquímicos.
Microalgas possuem diversas aplicações na biotecnologia sendo, por muitas vezes, uma opção competitiva quando produzida a partir da fotoconversão [MG2] de gás carbônico. Estão presentes na Terra por milhões de anos e apresentam grande resistência além de tolerância maior que grande parte dos organismos. Diversas aplicações podem estar atribuídas a esses organismos e existe um grande potencial a ser explorado para que possamos ter um futuro verde e sustentável.
Por Renata Mendonça Campos
Professora do Instituto de Microbiologia, Departamento de Virologia
Nature- Scientific Reports/4:7552/Doi 10.1038 /srep07552
Os Cyclovirus (CyCVs) foram, recentemente, propostos como um gênero dentro da família Circoviridae. São vírus não envelopados com genoma DNA fita simples circular. Um número crescente de estirpes de CyCVs foram detectados em mamíferos (homens, chimpanzés, bovinos, caprinos, suínos, ovinos, morcegos e camelos), em aves (galinhas e patos) e em insectos (libélulas e baratas da espécie Eurycotis floridana). Apesar de uma elevada diversidade genética, a transmissão cruzada entre espécies parece provável, pelo menos em mamíferos. No entanto, em contraste com os circovirus, a importância da infecção por CyCV para o desenvolvimento das patologias permanece obscura. CyCVs têm sido relacionados com infecções respiratórias e neurológicas em seres humanos. A presença do vírus foi demonstrada no soro, fezes ou líquido cefalorraquidiano (LCR) de pacientes com paralisia flácida aguda, paraplegia ou suspeita de infecção do sistema nervoso central no Paquistão, Tunísia, Malawi e nas regiões Sul e Central do Vietnã. Gerou um interesse particular a descrição de uma alta taxa de detecção da espécie Vietnã CyCv (Cycv-VN) nas fezes de suínos e de frango da mesma área com evidências de seres humanos infectados. Neste estudo, a presença de Cycv-VN e estirpes “Cycv-VN-like” foram detectadas em amostras de fezes humanas de Madagascar e em fezes de suínos de Camarões, mostrando que a distribuição geográfica estende-se muito além do sul e centro do Vietnã como se pensava originalmente.
O aluno de doutorado do programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia), Leandro Figueira Reis de Sá, orientado pelo Prof. Antonio Pereira doDepartamento de Microbiologia Geral, recebeu o prêmio como melhor pôster no “23rd Congress of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB)” e “44th Annual Meeting of the Brazilian Society for Biochemistry and Molecular Biology – SBBq” realizado em agosto de 2015. O título do trabalho premiado foi “Synthetic organotellurides mediated reversal of fluconazole resitance in clinical isolates of Candida albicans”.
