Achado um processo chave para a formação de gás metano

José Pichel Andrés/DICYT Um grupo internacional de cientistas, com a participação do Instituto de Recursos Naturais e Agrobiología de Salamanca (IRNASA, centro de CSIC), descobriu um processo regulador chave em um tipo de microorganismo que produz metano, o componente principal do gás natural. Este processo é semelhante ao que ativa a fotossíntese em plantas e achá-lo em microorganismos anaeróbios implica em uma mudança importante para a biología evolutiva. Por isso, o trabalho foi publicado na prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

As proteínas conhecidas como tiorredoxinas regulam a fotossíntese em plantas, uma vez que atuam como um sensor que diferencia a luz da escuridão. Agora, pesquisadores de duas universidades dos Estados Unidos, Virginia Tech e a Universidade da Califórnia em Berkeley, junto com o IRNASA e outros colaboradores, descobriram que também estão presentes em um tipo de arqueas que são organismos metanógenos, isto é, produtores de metano.

Mónica Balsera, pesquisadora do IRNASA autora do artigo, explica que a importância deste estudo está em “demostrar, pela primeira vez, que as arqueas funcionam como um sistema de regulação das tiorredoxinas, que havía sido muito estudado em plantas e que isto também existe em outros organismos, desde bactérias até células humanas”, comenta, em declaração à DiCYT, já que atuam como moléculas antioxidantes, facilitando a redução de outras proteínas.

Concretamente, os cientistas analizaram o Methanocaldococcus jannaschii, um metanógeno que habita em ambientes extremos carentes de oxigênio, como zonas hidrotermais e vulcões. Nesta arquea, as tiorredoxinas poderiam reparar proteínas estragadas por processos oxidativos, desta forma seriam muito importantes na realização de suas funções. Por isso, os pesquisadores destacam o feito de que “um processo biológico tão importante como a formação de metano se encontre regulado por este sistema”.

Implicações na bioenergia e na medicina

O achado é muito relevante porque os metanógenos têm um papel fundamental em muitos processos biológicos, por exemplo, no ciclo do carbono. Neste processo, a biomassa formada por plantas mortas se transforma em gás graças a estes microorganismos sem necessidade de oxigênio. Este princípio está permitindo a produção de metano a partir de resíduos agrícolas, pecuários ou industriais. Por isso, ainda que se trate de uma pesquisa básica, está diretamente relacionada com o gás natural e, consequentemente, tem implicações na produção de bioenergía. Por outro lado, o metano é um gás de efeito estufa, de forma que tudo o que for relacionado com sua produção também tem a ver com a mudança climática.

Além disso, estes microorganismos estão presentes no sistema digestivo de alguns animais para contribuir com a digestão. Em humanos, estão localizados no intestino grosso, de forma que este conhecimento, aplicado à medicina, poderia ter implicações no campo da nutrição.

Os microorganismos nos quais as tiorredoxinas foram encontradas estão pouco evoluídos e são tão antigos que “pode-se inferir que este mecanismo estava presente na Terra muito antes da existência do oxigênio”, contudo mais estudos para confirmar a evolução deste sistema são necessários.

Colaboração internacional

A história desta investigação começou em 2007, quando Bob Buchanan, professor da Universidade da Califórnia em Berkeley, e Mónica Balsera trabalharam juntos na Alemanha. “Começamos a estudar aspectos evolutivos das tiorredoxinas e, mediante análises bioinformáticas, começamos a ver que alguns componentes que acreditáva-se serem exclusivos das plantas, também eram encontrados em outros organismos fotossintéticos, entre eles, as arqueas”, assinala a especialista. A Universidade de Kiel, na Alemanha, também participou da investigação, tratando de uma parte do estudo da fisiología dos microorganismos.

Depois da publicação deste trabalho na PNAS, o IRNASA está tentando caracterizar bioquímica e estruturalmente cada um destes componentes do sistema de tiorredoxinas em colaboração com outros dois grupos de investigação salmantinos: o de Rubén Martínez, do Departamento de Microbiología e Genética da Universidade de Salamanca, e o de José María de Pereda, do Centro de Investigação do Câncer.

	Referência bibliográfica
	Dwi Susanti, Joshua H. Wong, William H. Vensel, Usha Loganathan, Rebecca DeSantis, Ruth A. Schmitz, Monica Balsera, Bob B. Buchanan and Biswarup Mukhopadhyay. 'Thioredoxin targets fundamental processes in a methane-producing archaeon, Methanocaldococcus jannaschii'. PNAS, 2014. doi: 10.1073/pnas.1324240111