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.

Biotecnologia para Agricultura

A biotecnologia para a agricultura é uma ferramenta poderosa para aumentar o rendimento das colheitas e reduzir os impactos ambientais, contribuindo assim para uma fabricação mais sustentável de biorrenováveis.

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.

Química Sustentável

A conversão de biomassa lignocelulósica 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.