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TECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE: Cientistas criam bactérias que produzem eletricidade

Cultivo de bactérias não-eletrogênicas com a molécula eletrogênica.
Crédito: Zachary Rengert
Por José de Toledo

As bactérias são capazes de realizar tarefas que parecem ter saído diretamente de um filme de ficção científica. Sim, algumas delas transmitem doenças. Outras, ao contrário, são capazes de viver em dorsais oceânicas, em grandes profundidades, e temperaturas extremamente elevadas. Outras vivem em lugares sem oxigênio, respirando metais e produzindo eletricidade. Foi nestas últimas que uma equipe de pesquisa se inspirou para criar um mecanismo para a produção de eletricidade nas bactérias usadas no tratamento de águas residuais.

O primeiro ponto a esclarecer é o fato de que elas não respiram oxigênio. Então, o que respiram, e o que chamamos de ‘respiração’? Neste caso, são bactérias que usam moléculas diferentes do oxigênio molecular – o O2 que nós usamos – em seu metabolismo. O sistema, conhecido como cadeia de transporte de elétrons, é semelhante, até certo ponto. Os micro-organismos capazes de viver nestas condições são conhecidos como anaeróbios.

Explicando de maneira simples, temos bactérias que utilizam algo diferente do O2 para viver, e algumas inclusive conseguem gerar uma pequena corrente elétrica durante o processo. No final das contas, elas “movem” elétrons, que é no que consiste uma corrente elétrica.

Utilizar estas bactérias para que gerem energia não parece uma má ideia, não é mesmo? No entanto, há um problema: todas elas são anaeróbias, o que significa que vivem em lugares sem oxigênio. Na verdade, o oxigênio tende a matá-las, e manter estas condições é complicado, e muito caro, motivo pelo qual essa não seria uma solução viável.

Seria possível copiar o mecanismo que elas utilizam para gerar a energia e implantá-lo em outras bactérias? É isso que os pesquisadores conseguiram fazer. Eles criaram uma molécula sintética, copiada da proteína utilizada pelas bactérias eletrogênicas – especificamente a Shewanella oneidensis MR-1 – e a introduziram em espécies de bactérias usadas no tratamento de águas.

O método para incluir a substância também é curioso, porque ao contrário de muitos outros estudos, não foi usada a manipulação genética. Os cientistas criaram as moléculas com uma concentração da substância sintética. Por ser parecida com as moléculas próprias da membrana das bactérias, elas as incorporaram à sua estrutura. É, conforme explicam os pesquisadores, algo equivalente a uma prótese: uma parte artificial – como seria uma articulação nos humanos – dentro de uma estrutura natural.

Graças a isso, as bactérias são capazes de gerar eletricidade ao mesmo tempo em que purificam águas residuais. A potência não é muito alta, e no momento não consegue muito mais do que ajudar a manter a própria estação de tratamento de águas – que tem um consumo energético alto – mas ainda há espaço para melhorias.

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