Reino Unido: Novos polímeros sintéticos podem levar a maiores rendimentos de colheitas para os agricultores
22 de junho de 2022 Cientistas da Universidade de Birmingham inventaram um novo método para incentivar bactérias a formarem ecossistemas promotores de crescimento que poderiam ser usados para revestir as raízes de mudas de plantas, o que deve resultar em plantas mais fortes e saudáveis, além de maiores rendimentos agrícolas.
Na natureza, as raízes das mudas formam relacionamentos mutuamente benéficos com comunidades de micróbios (fungos, bactérias, vírus) no solo e trocam nutrientes, permitindo que tanto a planta quanto os micróbios floresçam. Isso é particularmente crítico nos estágios iniciais da vida de uma planta, quando a muda está em uma corrida contra o tempo para atingir o crescimento autossuficiente antes que os nutrientes e as reservas de energia na semente acabem.
Dr. Tim Overton, um microbiologista aplicado da Universidade Escola de Engenharia Química, e o Dr. Francisco Fernandez-Trillo da Escola de Química liderou uma equipe para desenvolver novos polímeros sintéticos que estimulam a formação dessas comunidades bacterianas, de uma forma que reflete um processo natural conhecido como formação de biofilme.
Um biofilme é uma comunidade finamente orquestrada de micróbios, sustentada por uma matriz de polímeros biológicos que forma um microambiente protetor e mantém a comunidade unida.
Os pesquisadores trabalharam juntos em um projeto de quatro anos sobre como os polímeros interagem com bactérias, o que resultou na síntese de um grupo de polímeros baseados em acil-hidrazona.
Esses novos polímeros foram projetados para atuar como um andaime adesivo, “semeando” a formação de um complexo microrganismo-polímero para iniciar e agilizar a formação do biofilme. Uma vez que o biofilme é formado, as bactérias se tornam uma comunidade autossuficiente e auto-organizada, e produzem sua própria matriz para permitir a transmissão de nutrientes e água, e a descarga de resíduos.
O projeto foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas (BBSRC) por meio da Midlands Integrative Biosciences Training Partnership.
Envolveu os alunos de doutorado Pavan Adoni e Omar Huneidi, que posteriormente progrediram na pesquisa mostrando que os polímeros agregam bactérias e melhoram a formação de biofilme. Criticamente, eles também mostraram que o processo é totalmente reversível e o biofilme pode ser disperso alterando as condições ambientais. Os resultados desses experimentos e estudos posteriores serão publicados em 2022.
Pavan Adoni comentou: “Prevemos que o polímero será usado como revestimento de sementes, talvez em conjunto com bactérias como B. Subtilis, que está naturalmente presente no solo, aumenta a tolerância ao estresse das plantas e é atualmente usado como um inoculante de solo. Prevemos uma abordagem mais direcionada que trate apenas a semente, de modo que, quando ela germinar, as bactérias estejam prontas para crescer no ambiente de porto seguro fornecido por um complexo de polímero de micro-organismos. Em última análise, isso deve resultar em plantas mais fortes, que crescem mais rapidamente e têm maior resiliência a doenças.”
A University of Birmingham Enterprise entrou com um pedido de patente abrangente abrangendo os novos polímeros, o método de formação do biofilme e o método de clivagem do polímero, e seu uso para promover o crescimento de um biofilme com qualquer microrganismo, incluindo aqueles que podem produzir ou fornecer moléculas químicas ou biológicas.
A patente foi agora licenciada para uma empresa especializada em ciências biológicas Tecnologia PBL, que investe, protege e promove inovações emergentes de fontes de pesquisa pública em todo o mundo. Na agricultura, as tecnologias da PBL incluem genética de culturas, tratamentos de culturas, agricultura de precisão e promotores e ferramentas de P&D.
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