Estudo liderado pelo CNPEM e publicado na Nature Microbiology, escolhido como capa da edição, identificou milhares de espécies microbianas e enzimas inéditas com potencial para aplicações em saúde, agricultura e biocombustíveis

O intestino do peixe-boi esconde um dos mais ricos reservatórios de biodiversidade microbiana já descritos em mamíferos aquáticos. Em um estudo publicado na revista Nature Microbiology, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) revelaram mais de 6 mil genomas microbianos associados aos peixes-boi amazônico e marinho, incluindo um vasto número de organismos até então desconhecidos pela ciência e milhares de enzimas com potencial para aplicações biotecnológicas. Clique aqui para acessar.

A descoberta amplia significativamente o conhecimento sobre como a natureza transforma biomassa vegetal em energia e compostos químicos, oferecendo novas oportunidades para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à produção de biocombustíveis, bioinsumos agrícolas, ingredientes funcionais e moléculas de interesse para a saúde humana e animal.

“Este estudo mostra como a biodiversidade brasileira pode inspirar inovações capazes de transformar diferentes setores da bioeconomia. Ao compreender como esses microrganismos processam fibras vegetais de forma extremamente eficiente, abrimos caminho para o desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis baseadas em soluções que a própria natureza desenvolveu ao longo de milhões de anos de evolução”, explica Gabriela Persinoti e Mario Murakami, coordenadores da pesquisa, que teve apoio e financiamento do MCTI (Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação).

Um ecossistema invisível nunca antes explorado

Os pesquisadores analisaram o microbioma intestinal de 47 peixes-boi amazônicos e marinhos. O microbioma é formado pelo conjunto de bactérias, arqueias, vírus e outros microrganismos que vivem em associação com um organismo hospedeiro.

A investigação resultou em um catálogo inédito contendo mais de 6 mil genomas bacterianos. Mais da metade representa espécies ainda não descritas pela ciência. Os pesquisadores também reconstruíram os vírus associados a essas comunidades microbianas e verificaram que cerca de 80% deles também eram desconhecidos.

“O estudo revela uma biodiversidade microbiana extraordinária. Encontramos milhares de organismos inéditos e um conjunto igualmente impressionante de genes e enzimas que podem ser explorados em diferentes aplicações biotecnológicas”, explica Marcele Martins, uma das líderes do trabalho.

Como os peixes-boi conseguem aproveitar plantas tão eficientemente?

Os peixes-boi alimentam-se quase exclusivamente de plantas aquáticas ricas em fibras vegetais complexas. Para aproveitar essa matéria-prima, dependem de uma comunidade microbiana altamente especializada capaz de degradar componentes estruturalmente resistentes da biomassa, como celulose, hemicelulose, aromáticos e outros polissacarídeos.

O estudo mostrou que os microrganismos atuam de forma cooperativa, empregando múltiplas estratégias enzimáticas para desmontar as paredes celulares das plantas e transformar moléculas complexas em fontes de energia. Essa combinação de mecanismos está entre as mais sofisticadas já descritas para mamíferos herbívoros aquáticos.

Além dos açúcares estruturais, os cientistas observaram que o microbioma também é capaz de metabolizar compostos aromáticos derivados da lignina, um dos principais obstáculos para o aproveitamento industrial da biomassa vegetal. A descoberta pode inspirar novas estratégias para aumentar a eficiência de biorrefinarias e acelerar a produção de combustíveis sustentáveis, produtos químicos renováveis e combustível sustentável de aviação.

Descoberta de uma nova função da natureza

Entre as descobertas mais relevantes está a identificação da epilactase, uma atividade enzimática nunca antes descrita na natureza.

A enzima permite que determinados microrganismos utilizem a epilactose, um carboidrato inacessível para a maioria das bactérias conhecidas. A descoberta amplia o repertório de mecanismos bioquímicos conhecidos para o processamento de carboidratos e evidencia o potencial da biodiversidade microbiana para revelar novas soluções biotecnológicas.

Os resultados reforçam o valor científico e estratégico da biodiversidade brasileira como fonte de novas moléculas, enzimas e processos biológicos capazes de impulsionar a bioeconomia.

A partir das descobertas realizadas neste trabalho, os pesquisadores pretendem avançar na caracterização das enzimas identificadas e avaliar seu potencial em aplicações industriais relacionadas à produção de energia renovável, agricultura sustentável, saúde humana e animal e desenvolvimento de novos bioprodutos.

Por – Assessoria de Imprensa: Corcovado Comunicação Estratégica