Uma colaboração franco-argentina elucidou o mecanismo pelo qual uma microalga pode eliminar o zinco em um rio poluído.
Utilizando um microscópio de força atômica, os pesquisadores e pesquisadoras demonstraram a influência da fonte de nitrogênio na água sobre o processo molecular de eliminação do zinco. Esses resultados, que abrem perspectivas promissoras para aplicações em biorremediação, foram publicados na
Environmental Pollution.
Representação esquemática do mecanismo de remediação do zinco por microalgas Parachlorella kessleri.
Na presença de nitrogênio na forma de amônio, a célula não captura o zinco.
Na presença de nitrogênio na forma de nitratos, a célula secreta substâncias poliméricas extracelulares (EPS) que apresentam forte interação com o zinco.
© TBI As microalgas demonstraram sua capacidade de descontaminar o ambiente, especialmente na remoção de metais pesados em águas poluídas. Contudo, até agora, o mecanismo molecular dessa remoção permanecia pouco compreendido. Para fomentar o desenvolvimento de técnicas de remediação utilizando microalgas, uma equipe do Toulouse Biotechnology Institute (
TBI, CNRS/INRAE/INSA Toulouse) estudou como uma microalga,
Parachlorella kessleri, coletada em um rio poluído na Argentina, consegue eliminar o zinco.
Este estudo foi conduzido em colaboração com o Laboratório de Análise e Arquitetura de Sistemas (
LAAS-CNRS), o laboratório de Engenharia de Processos - Meio Ambiente - Agroalimentar (
GEPEA, CNRS/Université de Nantes/Oniris Nantes), e pesquisadores argentinos da Universidade General de San Martin.
Em águas de rio poluídas por efluentes industriais ou agrícolas, o nitrogênio pode estar presente sob a forma de nitrato ou amônio. Os pesquisadores investigaram as variações no comportamento dessas microalgas de acordo com a fonte de nitrogênio na água. O principal instrumento utilizado neste estudo foi o microscópio de força atômica (AFM), que permite medir a rugosidade e as propriedades nanomecânicas na superfície da célula, além de avaliar a força das interações entre a superfície das células e as espécies químicas circundantes.
O estudo mostrou inicialmente que apenas as células cultivadas com nitrato produziam substâncias poliméricas extracelulares (EPS), macromoléculas secretadas pelas microalgas sob certas condições de cultivo. As microalgas cultivadas com amônio não produzem EPS. Experimentos de espectroscopia de força AFM confirmaram a forte ligação do zinco aos EPS nas células cultivadas com nitrato, enquanto as interações eram mais fracas ou inexistentes nas células cultivadas com amônio.
A exposição ao zinco também altera a rugosidade e as propriedades nanomecânicas da superfície das células. Além disso, a espectroscopia Raman revelou que as microalgas apresentaram respostas metabólicas diferentes (produção de clorofila, carotenoides e lipídeos) dependendo da fonte de nitrogênio, com células cultivadas em nitrato exibindo perfis modificados após a exposição ao zinco.
Esses resultados destacam o papel fundamental da adsorção do metal pelos EPS na eliminação do zinco pelas células de
P. kessleri. A regulação das fontes de nitrogênio deve, portanto, permitir estimular a produção de EPS, abrindo assim perspectivas promissoras para aplicações em biorremediação. Os parceiros dessa pesquisa continuam explorando o potencial das microalgas, e os estudos estão se voltando para outros poluentes emergentes: os antibióticos provenientes da criação de animais, difíceis de eliminar nas estações de tratamento de esgoto, e os microplásticos.
Referências:
Investigating the role of extracellular polymeric substances produced by Parachlorella kessleri in Zn(II) bioremediation using atomic force microscopy.
Victoria Passucci, Ophélie Thomas-Chemin, Omar Dib, Antony Ali Assaf, Marie-José Durand, Etienne Dague, Maria Mar Areco, and Cécile Formosa-Dague.
Environmental Pollution, dezembro 2024.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125082
Artigo disponível no repositório de acesso aberto
HAL
Fonte: CNRS INSIS