Um grupo de cientistas da Universidade de Sydney e da Universidade Nacional da Austrália desenvolveu minúsculas estruturas proteicas capazes de abrigar a enzima Rubisco, passo que pode aumentar o rendimento de culturas básicas como trigo e arroz, reduzindo simultaneamente o consumo de água e fertilizantes nitrogenados.
O trabalho, conduzido ao longo de cinco anos pelos laboratórios da professora associada Yu Heng Lau e do professor Spencer Whitney, foi publicado em 30 de outubro de 2025 na revista Nature Communications.
Como funciona
A Rubisco é indispensável para a fixação de dióxido de carbono durante a fotossíntese, mas opera em ritmo lento e frequentemente reage com oxigênio, desperdiçando energia e nutrientes. Para contornar essa limitação, muitas plantas produzem quantidades massivas da enzima, consumindo até 50% das proteínas solúveis da folha.
Inspirados em algas e cianobactérias, que concentram CO2 em compartimentos específicos, os pesquisadores criaram “escritórios nanoescalares” usando encapsulinas – gaiolas proteicas bacterianas formadas a partir de um único gene. Um “código de endereço” de 14 aminoácidos foi adicionado à Rubisco para direcioná-la ao interior dessas gaiolas durante a montagem.
Testes e resultados
Foram avaliadas três variantes de Rubisco (uma vegetal e duas bacterianas). Nos testes, a equipe constatou que a enzima precisa ser montada primeiro, seguida pela formação da cápsula; o processo inverso prejudica sua organização correta.
Segundo a pesquisadora Taylor Szyszka, do Centro de Excelência em Biologia Sintética da ARC e da Escola de Química da Universidade de Sydney, o sistema é modular: “Diferentemente dos carboxissomos naturais, nossas encapsulinas podem acomodar qualquer tipo de Rubisco”. Além disso, os poros da cápsula permitem a entrada de CO2 e a saída dos produtos da reação.
Imagem: Internet
Para Davin Wijaya, doutorando da Universidade Nacional da Austrália que co-liderou o estudo, o método remove um gargalo fundamental no crescimento vegetal. Ele afirma que os primeiros ensaios em plantas já estão em andamento e apresentam resultados promissores.
Próximos passos
Os autores ressaltam que o trabalho ainda é uma prova de conceito. Será necessário incorporar outros componentes bioquímicos que elevem a concentração de CO2 dentro da cápsula antes da aplicação em campo. Se bem-sucedida, a tecnologia poderá entregar safras mais produtivas com menor impacto ambiental — vantagem crucial diante das pressões de mudança climática e crescimento populacional.
Com informações de Nanowerk
