SUPEREXPRESSÃO DE GENES ENVOLVIDOS NA BIOSSÍNTESE DE ÁCIDO ROSMARÍNICO PARA REDUÇÃO DA RECALCITRÂNCIA DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA E PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS
A crescente demanda energética e o compromisso com a redução das emissões atmosféricas faz com que novas alternativas sejam estudadas para suprir as necessidades energéticas da nossa sociedade atual. Nesse cenário, o etanol de segunda geração (E2G) surge como uma alternativa renovável e de baixo impacto ambiental, principalmente por ter como principal matéria prima a biomassa lignocelulósica, que é bastante abundante sob a forma de resíduos agroindustriais. Porém, a produção de etanol 2G encontra alguns gargalos, principalmente voltados ao custo de produção, que precisa de duas etapas adicionais se comparado ao etanol 1G: pré-tratamento da biomassa e hidrólise enzimática. Isto tem reflexos no custo do produto final, que ainda precisa de desenvolvimentos para se tornar competitivo e mais atrativo ao mercado. Neste aspecto, surgem alternativas para a redução dos custos, e uma delas é a modificação genética da biomassa lignocelulósica, mais precisamente da lignina, presente na parede celular das plantas, a fim de tornar a biomassa mais suscetível aos pré-tratamentos e reduzir o custo do processo. Uma alternativa é a modificação da composição monomérica da lignina, através da incorporação de compostos como o ácido rosmarínico, que pode atuar como um monolignol mais solúvel, tornando o processo de pré-tratamento mais eficiente. Sendo assim, este trabalho se propõe a estudar a superexpressão dos genes tirosina aminotransferase de Salvia miltiorrhiza (SmTAT) e hidroxifenilpiruvato redutase de Setaria viridis (SvHPPR), envolvidos na biossíntese de ácido rosmarínico, em uma planta modelo para gramíneas denominada Setaria viridis, com intuito do aumento da digestibilidade da biomassa e redução da recalcitrância. Os genes foram inseridos nas plantas através de transformação genética baseada em Agrobacterium tumefaciens, confirmadas via PCR e avaliadas quanto à expressão gênica por qPCR. A avaliação das plantas transgênicas incluiu biomassa fresca, biomassa seca, inflorescências, composição da parede celular e hidrólise enzimática. Resultados indicam que as linhagens transgênicas obtidas têm biomassa seca aumentada, composição de lignina reduzida e níveis de celulose aumentados, além de melhor eficiência de sacarificação, chegando a valores entre 30 e 47% superiores se comparados à planta selvagem. Tais fatores reforçam a hipótese de que o ácido rosmarínico pode ser acoplado à lignina tornando-a mais solúvel e contribuindo para o desenvolvimento de cultivares mais suscetíveis a pré-tratamentos, para melhorar a eficiência da produção do etanol 2G.