Para a produção de biorrenováveis, é necessário primeiro desconstruir a biomassa em seus builiding blocks e depois convertê-los em moléculas de alto valor agregado e intermediários. No LNBR, cobrimos todos os aspectos científicos desta cadeia produtiva, desde soluções biotecnológicas para impulsionar a agricultura, desenvolvimento de enzimas e microrganismos para a biorefinaria, escalonamento de processos, até questões de sustentabilidade. O centro de nossa estratégia está na compreensão atômica e molecular detalhada desses sistemas usando abordagens termodinâmicas, microscopia eletrônica e, por fim, radiação sincrotron.

São quatro principais competências: (i) Engenharia Genética – edição de bactérias, leveduras e fungos para religar, ativar e desligar as vias metabólicas ou para assimilar informações (genes) de outros microrganismos ou proteínas, permitindo novas funções (como o consumo de mais de um tipo de açúcar); (ii) Design de Proteína – redesenhar partes específicas de proteínas ou construir racionalmente proteínas quiméricas sintéticas, por exemplo, para melhorar a eficiência dos bioprocessos ou para torná-los compatíveis com condições industriais extremas; (iii) Ciências Ômicas – pesquisa de genoma, transcriptoma e proteoma dedicada à elucidação das vias moleculares em bactérias, leveduras e fungos e em comunidades microbianas; e (iv) Simulação e Modelagem – avaliação integrada do impacto socioeconômico e ambiental para biorrefinarias e monitoramento dos recursos naturais associados à produção de biomassa.

Áreas de Pesquisa

Enzimologia e Engenharia de Proteínas

As enzimas desempenham papéis fundamentais na Biotecnologia como componentes de processos industriais ou como produtos finais. A valorização dos resíduos agroindustriais de sua despolimerização para conversão em produtos de valor agregado depende fortemente de reações catalisadas por enzimas.

Plataformas Microbianas

As plataformas microbianas são componentes essenciais em qualquer biorrefinaria, impulsionando a conversão de resíduos agroindustriais em moléculas de valor agregado e biocombustíveis avançados. O uso dessas fábricas biológicas pode ser estendido à agricultura e a outras aplicações biotecnológicas, tais como substituintes de produtos químicos e microbiomas customizados.

Ômicas Integradas

As abordagens ômicas junto com a bioinformática são ‘trens de força’ na condução da descoberta e redesenho de caminhos metabólicos e novas enzimas visando aplicações industriais. Permite acessar sistematicamente as informações genômicas, transcriptômicas, proteômicas e metabólicas de células únicas para comunidades grandes e complexas, liberando o potencial bioquímico de microrganismos inculturáveis para servir como ferramentas na Biotecnologia.

Transformação de Lignina

A conversão de biomassa lignocelulósica (lignina) em biorrenováveis é feita por caminhos de múltiplas etapas que integram processos físico-químicos e biotecnológicos. Os princípios da química sustentável fornecem diretrizes para a escolha das etapas iniciais do processo visando projetos eficientes e adequados para as novas indústrias da bioeconomia.