Mota, M.

Universidade do Minho: RepositoriUM

Engenharia QUíMICA E BIOlóGICAEngenharia Biológica integra as Ci-ências Naturais e as Ciências de En-genharia com vista à aplicação in-dustrial de organismos, células, partes de células e seus constituintes moleculares na obtenção de produtos e serviços.As tecnologias associadas à Engenharia Bio-lógica – as biotecnologias – desenvolveram--se graças aos avanços ocorridos nas Ciên-cias da Vida a partir do século XVII. Em 1665, Hooke inventou o microscópio composto, que proporcionou o desenvolvimento da biologia celular (célula foi um termo inventado por Hooke). Carl lineu, curador do Jardim Botâ-nico de Uppsala, desenvolveu uma taxonomia coerente das plantas e animais. Os conheci-mentos acumulados culminaram em 1859 na obra de Darwin “On the Origin of Species by Means of Natural Selection”. Os micróbios, descritos por Leeuwenhoek no séc. XVIII, co-meçaram a ser estudados por Pasteur e Koch, no séc. XIX. Mendel iniciou a genética e lan-çou a ideia dos carateres hereditários. As téc-nicas histológicas e microscópicas conduzi-ram à identificação dos cromossomas em 1842 por von Nageli e à descrição do seu fun-cionamento em 1882 por Walther Flemming. Em 1910, Morgan provou que os genes se si-tuavam em segmentos definidos do cromos-soma e desenvolveu técnicas de mutação pontuais, lançando os alicerces da futura En-genharia Genética. Pouco tardou para que a composição dos cromossomas fosse desven-dada, abrindo o caminho para Watson e Crick explicarem em 1953 como é que o ADN trans-mite com fidelidade a informação genética à descendência. A descoberta dos plasmídeos, pequenos segmentos circulares de ADN, e das enzimas de restrição, que cortam o ADN em zonas específicas, conduziram às tecno-logias de “corta-e-cola” que inserem nos plas-mídeos, construídos “in vitro”, informação ge-nética exógena.Assim se construiu em 1983 a primeira bac-téria produtora de uma substância exógena, a insulina humana. Entre 1983 e 2000 a tec-nologia do ADN recombinante foi aplicada a uma panóplia de bactérias, de células animais e vegetais. Desvendou-se o genoma humano e de várias espécies de animais e plantas. Apa-receram novas tecnologias de síntese artifical de ADN. Mais recentemente, a interação das tecnologias emergentes – TICEs, Nanotecno-logias, Biologia Sintética, Engenharia de Bio-processos – abriu a porta a processos bioló-gicos mais amigos do ambiente e menos con-sumidores de energia, que se colocam como alternativas com origem na Engenharia Bio-lógica a variados processos produtivos.Com efeito, as moléculas biológicas apre-sentam características com um potencial de utilização muito interessante. Incluem-se nestas características a capacidade de catá-lise à temperatura ambiente, reduzindo for-temente os consumos energéticos. A sua alta especificidade (caso das enzimas, dos anticorpos, das lectinas, dos sideróforos) reduz fortemente o aparecimento de sub-produtos. A auto-assemblagem programá-vel, própria dos ácidos nucleicos, permi- te simplificar os procedimentos industriais. Os movimentos à escala nanométrica das fibras musculares, dos flagelos e cílios bac-terianos, dos canais de abertura seletiva das membranas celulares, abrem a possibili- dade da construção de nano-motores e de nano-robôs. A síntese de químicos com in-termediários tóxicos poderá ser efetuada em conglomerados bioquímicos tipo ribosomas capazes de converter o composto no pro-dutofinal, sem resíduos.Estas aparentes utopias estão já a acontecer. Em 2010, George Church, da Universidade de Harvard, apre-sentou um ribossoma artificial que sintetiza a luciferase, a en-zima que induz a luminescên-cia nos pirilampos, e Craig Venter criou a primeira bactéria artificial.A Engenharia Biológica tem futuro? Vale a pena referir o caso do Estado norte-ameri-cano da Carolina do Norte, com a mesma população e área que Portugal, mas com um PIB superior. Se em Portugal há cerca de 90 bioempresas, na Carolina do Norte há 500. A Carolina do Norte apostou nas Bioin-dústrias, onde o salário anual médio é 35.000$US maior que nos outros setores. Para quando a aposta de Portugal?  INGMAIO / JUNHO 2012  INGENIUM  37//  Tema de Capa  /  A EngEnhAriA – quE Futuro?a engenharia BiológiCa – Que Futuro?ManuEl MotaDepartamento de Engenharia Biológica, Universidade do Minhoa

A engenharia biológica: que futuro?

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