Entenda mais sobre biologia sintética e como ela pode ser aplicada à economia circular

Conheça mais sobre a ciência que é capaz de sintetizar organismos para produzir o que queremos e como ela pode se relacionar com o meio ambiente

DNA

Aranhas e insetos produzindo a roupa que você usa? Parece estranho mas é o que a empresa Bolt Threads está fazendo. Pesquisadores estudaram o DNA das aranhas e analisaram o modo como elas produzem as fibras de seda. Assim, eles conseguiram reproduzir em laboratório uma fibra feita de água, açúcar, sal e levedura que, no microscópio, possui as mesmas características químicas da natural.

Consumir leite de vaca que não veio da vaca? Criado por dois bioengenheiros veganos, o leite Muufri é produzido nos mesmos princípios da cerveja e é uma mistura de ingredientes (enzimas, proteínas, gorduras, carboidratos, vitaminas, minerais e água). O leite sintético possui o mesmo gosto e características nutricionais que o original.

Um filamento mais forte que o aço produzido pela substância viscosa de um peixe? O laboratório Benthic Labs fabrica diversos materiais, como cordas, embalagens, roupas, produtos de saúde, através desse filamento proveniente do hagfish (espécie de peixe também conhecido como myxini). O código de DNA do peixe é introduzido na colônia de bactérias que começa a sintetizar o filamento. Este é dez vezes mais fino que um fio de cabelo, é mais forte que náilon, aço e tem propriedades absorventes e antimicrobianas.

Tudo isso faz parte da tal biologia sintética. Mas, afinal, o que é biologia sintética?

A biologia sintética

No fim do século XX se iniciou uma revolução biotecnológica, em que novas vertentes da biologia surgiram. A biologia sintética é uma área que ganha destaque desde que surgiu oficialmente, em 2003, e tem suas principais possibilidades de aplicação na indústria, no meio ambiente e na saúde humana. A definição de biologia sintética se dá pela integração de diferentes áreas da pesquisa (química, biologia, engenharia, física ou ciência da computação) com a construção de novos componentes biológicos, envolvendo também o re-design de sistemas biológicos naturais que já existem. Usar a tecnologia de DNA recombinante (uma sequência de DNA proveniente de diferentes fontes) não é um desafio para biologia sintética, pois isso já ocorre; a aposta é desenhar organismos que atendam às necessidades atuais do homem.

Uma aliada da biologia sintética é a biomimética (saiba mais aqui), que busca soluções para as nossas necessidades inspiradas na natureza. Com a biologia sintética será possível recriar sistemas inteiros, não apenas uma parte.

Confira o vídeo para entender melhor.

Foi a partir de 2010 foi que a biologia sintética ganhou notoriedade. Em tal ano o cientista americano John Craig Venter conseguiu realizar algo genial; ele criou o primeiro organismo com vida artificial em laboratório da história. Ele não criou uma nova forma de vida em si, e sim “imprimiu” o DNA criado a partir de dados digitais, e o introduziu em uma bactéria viva, transformando-a na versão sintética da bactéria Mycoplasma mycoides. Venter afirma que este foi o “primeiro organismo vivo cujo pai é um computador”.

Hoje há um banco de dados disponível na internet, com milhares de “receitas” de DNA para serem impressos, chamados biobricks. As bactérias com genoma sintético agem exatamente do mesmo modo que sua versão natural, e é assim que conseguimos  reprogramar bactérias e fazer com que ajam do modo que desejamos para produzir certos materiais, como seda e leite.

Se somos capazes de recriar tais recursos “naturais”, conforme o avanço dos estudos, a biologia sintética pode substituir o uso de algumas matérias-primas. Desse modo, essa tecnologia pode ser introduzida como fator de grande importância ao conceito de economia circular.

Incorporando a biologia sintética à economia circular

A economia circular é um modelo estrutural que representa um ciclo fechado, em que não há perdas nem desperdícios (saiba mais aqui). Os três princípios da economia circular segundo a Fundação Ellen Macarthur são:

1. Preservar e aumentar o capital natural controlando estoques finitos e equilibrando os fluxos de recursos renováveis;

2. Otimizar a produção de recursos fazendo circular produtos, componentes e materiais do mais alto nível de utilidade o tempo todo, tanto no ciclo técnico como no biológico;

3. Fomentar a eficácia do sistema revelando as externalidades negativas e excluindo-as nos projetos.

Economia circular Ellen MacArthur

Atualmente vivemos em um sistema produtivo linear. Nós extraímos, produzimos, consumimos e descartamos. Mas os recursos naturais são finitos e devemos preservá-los - este é o primeiro princípio da economia circular.

Com a biologia sintética, no futuro, poderemos ter a capacidade de substituir a extração de certos recursos naturais. Além de preservarmos o meio ambiente, estaremos economizando uma enorme quantidade de energia e nos aproximando do modelo do berço ao berço (craddle to craddle - sistema em que não existe a ideia de resíduo).

Substituindo materiais

A capacidade de controlar bactérias e fazê-las trabalharem a nosso favor pode criar diferentes alternativas de insumos ou processos. Por exemplo: a criação de novos materiais biodegradáveis que podem ser integrados novamente ao ciclo, agora servindo de nutrientes para outros seres, como adubo para plantações.

Existem já alguns tipos de polímeros criados por biologia sintética, como o plástico feito da fermentação do açúcar e degradado naturalmente com os microrganismos existentes no solo. Outros materiais também podem ser usados para produzir bioplástico, como milho, batata, cana de açúcar, madeira, entre outros. Também há embalagens feitas do micélio (imagem abaixo) de cogumelos que podem ser moldadas e substituem o isopor.

Embalagens feitas de cogumelos

Encontram-se ainda em fase de desenvolvimento outras aplicações que estão sendo avaliadas pelo mundo... A borracha sintética hoje é totalmente derivada de fontes petroquímicas, portanto pesquisas tentam criar pneus feitos de BioIsoprene. As enzimas da planta são introduzidas no microrganismo por transferência de genes, produzindo assim o isoprene. No Brasil, um método para transformar metano em plástico biodegradável por meio de microrganismos em condições controladas está sendo estudada. Produtos químicos, acrílico, desenvolvimento de vacinas, tratamento de resíduos da agricultura, antibióticos, entre outros são exemplos de produtos da biologia sintética que podem ser inseridos novamente no fluxo, criando um sistema cíclico.

Para incluir o segundo princípio da economia circular, a biologia sintética pode criar materiais mais resistentes e que tenham grande duração, não necessitando de reparos constantes, troca de peças, ou mesmo compra de novos produtos com muita frequência. São feitos materiais que possam ser facilmente reaproveitados em outros processos, para criação de novos produtos, ou que sejam mais fáceis de serem reciclados. Se todo esse material hipotético possuísse essas condições, eles não se tornariam rejeito, havendo diminuição da poluição e da disposição em aterros, ou seja, eles continuariam em circulação para uso.

O outro lado da história

Esta tecnologia é ainda muito recente e com a descoberta de cada vez mais utilizações e materiais possíveis de serem substituídos por sintéticos, a extração de recursos do meio ambiente diminui, deixando ele se recuperar naturalmente. Devolvendo a capacidade de resiliência do meio, o equilíbrio é restaurado e poderemos viver em um planeta mais sustentável.

Mas como tudo que é bom, existem algumas adversidades. Esse ramo científico, que também é considerado uma engenharia genética extrema, necessita de pareceres oficiais. Os produtos devem possuir regulamentações e recomendações detalhadas para que se evite qualquer chance de erro, de modo que os riscos e benefícios se tornem evidentes antes de haver comercialização. Como as experiências iniciais de biologia sintética foram muito promissora economicamente, ainda não há muitas restrições, o que se configura num problema.

Um dos efeitos negativos que pode ocorrer é a perda de biodiversidade com a criação de microrganismos artificiais que podem agir imprevisivelmente no meio ambiente. Por exemplo: se intencionalmente ou não ocorre a liberação de um microrganismo sintético, às vezes inédito na natureza, ele pode se comportar como invasor e propagar e desregular ecossistemas inteiros, e é impossível “caçar” e retirar todas as bactéria do meio.

Sobre a questão social, os países pobres podem sofrer muito mais que os países desenvolvidos. A produção em massa pelos microrganismos de certo produto substituirá plantações naturais inteiras, deixando milhões de famílias desempregadas. Entretanto, haverá necessidade de monoculturas para alimentar as bactérias, a fonte de energia delas é a biomassa.

Em grandes escalas, certos produtos demandarão muita matéria orgânica, como o açúcar. Possivelmente as famílias desempregadas começarão a plantar somente cana-de-açúcar (os biocombustíveis já trouxeram grandes mudanças no uso do solo) o que pode ocasionar impactos no acesso a terra, água, aumento uso de agrotóxicos.

Todas essas questões estão diretamente relacionadas com a bioética. O poder da biologia sintética é enorme. Desenhar organismos do jeito que queremos os torna imprevisíveis, por isso cientistas e sociedade devem usar esse poder com responsabilidade e segurança, tendo apoio do governo para dar suporte. Mas isso é sempre uma questão complicada.

Todos esses fatores positivos ou negativos podem ajudar ou prejudicar a economia circular e nosso planeta. Mas ainda há muito o que debater e muito conhecimento a ser levantado sobre o assunto. Não há como negar que a biologia sintética é uma tendência para o futuro, mas o mais importante é definir como essa tecnologia avançada será aplicada.

Confira outro vídeo mais crítico sobre as consequências da biologia sintética.


Veja também:


 

Adicionar comentário


Código de segurança
Atualizar

Saiba onde descartar seus resíduos

Encontre postos de reciclagem e doação mais próximos de você

Localização Minha localização
Não sabe seu CEP?

Newsletter

Receba nosso conteúdo em seu e-mail