Biogás – Muitas vezes pensamos que nosso planeta é dominado pelos humanos, mas quando enveredamos para o mundo dos microrganismos vemos que eles são na realidade os que controlam e fazem possível o ciclo da vida acontecer dentro de cada um de nós, nos biodigestores e, em resumo, em todo planeta Terra.
Nos biodigestores para produção de biogás, eletricidade e biofertilizantes, a realidade não é diferente. Vinte quatro horas ao dia, todos os dias bilhões de microrganismos trabalham para produzir energia a partir de resíduos em usinas de biogás.
Agora, pesquisadores na Alemanha e Estados Unidos estão desenvolvendo pesquisas baseadas em técnicas genéticas visando descobrir como otimizar os micróbios e fazer a biodigestão bacteriana mais eficiente. Eles estão analisando as informações genéticas de completas comunidades microbianas em selecionadas usinas de biogás Alemãs.
Já no inicio deste ano, o Joint Genome Institute na Califórnia realizará as sequências necessárias. Não é uma tarefa fácil. Todos que trabalhamos neste áreas sabemos como isto é difícil e complicado. Os dados serão fornecidos em milhões de fragmentos vindos de centenas de microrganismos.
Biogás – Otimizando a Produção dos Biodigestores
Na Alemanha, há mais de 7.000 plantas de biogás, que abastecem mais de 6 milhões de famílias com eletricidade. As plantas transformam em gás e biofertilizante resíduos, principalmente, restos de biomassa de culturas como silagem de milho, mas também resíduos molhados domésticos e agrícolas como estrume líquido e esterco de galinha.
Uma das questões chave da pesquisa é como a produção de biogás pode ser otimizada. Por esta razão, os cientistas querem saber que micróbios são responsáveis pela decomposição da biomassa, e como fazê-los produzirem mais e melhor.
“Estamos interessados em descobrir a microbiologia que está realmente por trás dos processos acontecendo nas unidade de biogás; quais microrganismos e seus papeis em cada fase do processo,”explicam os cientistas do projeto.
O trabalho dos pesquisadores já deu seu primeiro fruto. Eles, conseguiram decifrar a sequência completa do genoma de Methanoculleus bourgensis, um produtor de metano, informam os pesquisadores.
Ao fazê-lo, foi sequenciado o primeiro genoma de um archaeon produtor de metano presente no biogás — uma bactéria unicelular primordial que desempenha um papel importante em certas plantas de biogás. Agora, os pesquisadores querem ir mais longe.
O projeto é parte do programa de sequenciamento para uso público de comunidades microbianas. Enquanto estudos anteriores de biogás concentraram-se principalmente em certos genes marcadores (marcadores genéticos), agora toda informação genética dos microrganismos está sendo estudada.
O Instituto americano produzirá mais de um terabyte de dados de sequência para isso, que é equivalente, em volume, a aproximadamente 300 genomas humanos. Esses dados serão fornecidos em um incontável número de fragmentos.
No entanto, nem mesmo a mais moderna tecnologia de bioinformática é capaz de ler tudo de uma só vez, formado pelas milhões de bases presentes somente em uma molécula de DNA microbiana.
O sequenciamento fornece grandes quantidades de seções de cerca de 150 bases de sobreposição. Estas sequências de DNA retornam à Alemanha em bilhões de fragmentos, onde a equipe de computação metagenomica entra em jogo.
Na realidade eles fazem a reconstrução das sequências do genoma, comparando os dados e reconhecendo as sobreposições e usando-as para montar a sequência das bases. É como montar um quebra-cabeça gigantesco constituído por bilhões de peças todas misturadas,”, explicam os cientistas.
Esta nova tecnologia genômica celular está fornecendo valiosos conhecimentos das sequências do genoma das células microbianas envolvidas na biodigestão. Tudo isto era completamente desconhecido antes da pesquisa. Durante o projeto serão sequenciados aproximadamente 100 genomas de células únicas.
As pesquisadoras estimam que a pesquisa vai durar cerca de dois com a participação de estudantes de doutorado e de pós-doutorado em Biotecnologia Industrial. No final, eles esperam ter descoberto a comunidade microbiana ideal para plantas de biogás e assim estarem em condições de fazer o processo de geração de biogás e energia mais rápido e eficiente
