🌱 Por evolução dirigida, o MIT melhorou significativamente a eficiência da fotossíntese

Pesquisadores do MIT deram um passo importante na otimização da rubisco, uma enzima central da fotossíntese. Ao modificar uma versão bacteriana dessa molécula, eles obtiveram uma atividade catalítica 25% maior, abrindo perspectivas promissoras para a agricultura.

Rubisco: um elo fraco da fotossíntese

A rubisco transforma o CO₂ atmosférico em açúcares, uma etapa essencial do metabolismo vegetal. Mas ela sofre de uma eficiência limitada: sua lentidão e sensibilidade ao oxigênio fazem as plantas perderem energia, reduzindo seu rendimento.

Várias tentativas de melhorar essa enzima haviam dado poucos resultados. A equipe do MIT usou uma abordagem diferente: a evolução dirigida contínua, um método capaz de explorar uma vasta gama de mutações.

Os pesquisadores optaram por trabalhar em uma versão bacteriana da rubisco, conhecida por sua rapidez, mas mal adaptada a um ambiente rico em oxigênio. Ao aplicar seu método, eles obtiveram mutações que melhoram a seletividade para o CO₂, limitando reações desnecessárias com o oxigênio.

As mutações afetam regiões próximas ao sítio ativo da enzima, modificando seu comportamento sem alterar sua estrutura básica. Esse resultado constitui uma prova de conceito para futuras aplicações em plantas.

Rumo a plantas mais produtivas e econômicas em água

O objetivo agora é adaptar essa estratégia à rubisco vegetal, muito mais complexa. Uma versão otimizada poderia reduzir a fotorrespiração, um processo que consome energia e é acionado quando a enzima capta oxigênio em vez de CO₂.

A longo prazo, esse avanço poderia aumentar os rendimentos agrícolas ou reduzir a necessidade de água, questões cruciais em nossa era de mudanças climáticas.

Zoom: como funciona a evolução dirigida?

A evolução dirigida simula em laboratório o processo de seleção natural. Ela gera aleatoriamente milhares de mutações em um gene específico e depois isola as variantes mais eficientes.

A equipe do MIT usou uma versão automatizada dessa técnica, chamada MutaT7, que acelera o processo atuando diretamente em células vivas. Esse método evita etapas de manipulação in vitro e permite ciclos de otimização muito rápidos.

Essa abordagem poderia ser estendida a outras enzimas de interesse para a biotecnologia, saúde ou meio ambiente.