Descoberta pode levar a um abastecimento alimentar mais sustentável.
Por Universidade da Califórnia – Riverside, com informações de Science Daily.
Os cientistas descobriram o gene que permite às algas marinhas produzir um tipo único de clorofila. Eles implantaram com sucesso esse gene em uma planta terrestre, abrindo caminho para melhores rendimentos agrícolas em menos terra.
Encontrar o gene resolve um mistério de longa data entre os cientistas sobre as vias moleculares que permitem às algas fabricarem esta clorofila e sobreviverem.
“As algas marinhas produzem metade de todo o oxigênio que respiramos, ainda mais do que as plantas terrestres. E alimentam enormes redes alimentares, peixes que são comidos por mamíferos e humanos”, disse o professor assistente de bioengenharia da UC Riverside e principal autor do estudo, Tingting Xiang. “Apesar da sua importância global, até agora não entendíamos a base genética para a sobrevivência das algas”.
O estudo, publicado na Current Biology , também documenta outra conquista inédita: demonstrar que uma planta terrestre poderia produzir clorofila marinha. Plantas de tabaco foram usadas para este experimento, mas, em teoria, qualquer planta terrestre pode ser capaz de incorporar o gene das algas marinhas, permitindo-lhes absorver um espectro mais completo de luz e alcançar um melhor crescimento.
A clorofila é um pigmento que permite a fotossíntese, o processo de conversão de luz em “alimento” ou energia química. As plantas produzem clorofila ‘a’ e ‘b’ , enquanto a maioria das algas marinhas e algas produzem ‘c’, o que lhes permite absorver a luz azul esverdeada que atinge a água .
“As clorofilas b e c absorvem luz em diferentes comprimentos de onda”, disse Xiang. “O oceano absorve luz vermelha, e é por isso que parece azul. A clorofila c evoluiu para capturar a luz azul esverdeada que penetra mais profundamente na água.”
Uma aplicação adicional desta pesquisa poderia ser na produção de biocombustíveis de algas. Existem algumas espécies de algas que produzem clorofilas a ou b como as plantas terrestres, em vez de c. Imbuir essas algas com o gene para produzir clorofila c também poderia aumentar a sua capacidade de usar mais luz e aumentar o seu crescimento, criando mais matéria-prima para os combustíveis.
Os pesquisadores inicialmente decidiram obter informações sobre uma espécie de algas que vive nos corais. Essas algas fabricam açúcares e os compartilham com seus corais hospedeiros. “Cada colônia de coral tem milhares de pólipos, e sua cor marrom vem das algas. Sempre que você vê o branqueamento dos corais, é devido à perda das algas”, disse Xiang.
Interessados em saber como a capacidade das algas de fazer fotossíntese afetaria o coral, os pesquisadores trabalharam com algas mutantes como um experimento. Esses raros mutantes eram mais amarelos do que seus parentes marrons e eram incapazes de realizar a fotossíntese. Eles descobriram, inesperadamente, que nos corais, essas algas mutantes ainda eram capazes de viver e crescer porque o coral dá às algas o sustento para crescerem.
Por sorte, usando sequenciamento de DNA de última geração e muita análise de dados, os pesquisadores também conseguiram usar os mutantes para descobrir o gene responsável pela produção de clorofila c. “Descobrir o gene da clorofila c não era o objetivo inicial do nosso trabalho. Fizemos os mutantes por outro motivo, mas acho que tivemos sorte”, disse Xiang.
Com uma nova visão sobre a base genética para a produção de clorofila c, os investigadores estão esperançosos de que o trabalho possa eventualmente ajudar a conter a onda de branqueamento de corais observada em todo o mundo. Além disso, existem aplicações terrestres que poderiam ajudar as pessoas a adaptar-se às alterações climáticas.
“A identificação da via biossintética da clorofila c é mais do que uma curiosidade científica; é um potencial divisor de águas para a energia sustentável e a segurança alimentar”, disse Robert Jinkerson, professor de engenharia química da UCR e coautor do estudo.
“Ao desvendar os segredos deste pigmento chave, não estamos apenas a obter conhecimentos sobre a força vital dos ecossistemas marinhos, mas também a abrir um caminho para o desenvolvimento de culturas mais robustas e biocombustíveis eficientes”, disse Jinkerson.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade da Califórnia – Riverside . Original escrito por Jules Bernstein. Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
Robert E. Jinkerson, Daniel Poveda-Huertes, Elizabeth C. Cooney, Anna Cho, Rocio Ochoa-Fernandez, Patrick J. Keeling, Tingting Xiang, Johan Andersen-Ranberg. Biosynthesis of chlorophyll c in a dinoflagellate and heterologous production in planta. Current Biology, 2024; 34 (3): 594 DOI: 10.1016/j.cub.2023.12.068
