Resumo

A bactéria Magnetovibrio blakemorei (cepa MV-1) é capaz de formar em seu interior nanocristais ferromagnéticos de magnetita (Fe3O4) e diâmetro de 30-60nm. Os cristais são envolvidos por uma bicamada lipídica. A partícula composta pelo cristal e a membrana é chamada magnetossomo. Cada célula é capaz de biomineralizar de forma biologicamente controlada de 8 a 20 magnetossomos. A pureza química combinada ao tamanho, ao formato específico e a membrana que os envolve dão aos magnetossomos sensibilidade a campos magnéticos de baixa intensidade e a capacidade de interagir com estruturas biológicas em escala nanométrica. Nanopartículas magnéticas de origem química têm baixa pureza e tamanhos variados, características essas que podem comprometer as propriedades magnéticas desejáveis dos cristais gerados. Neste trabalho, adotamos uma estratégia de suplementação da cultura com sulfato ferroso em intervalos de 24h com o objetivo de garantir que este substrato não seja um limitante para o aumento da produção de magnetossomos pelas células, permitindo um maior produção de magnetossomos pela cepa MV-1 cultivada em biorreator. Células mantidas a -80ºC foram reativadas em meio de cultura específico e deram origem a um inóculo inicial de 1,09x10⁸ cél/mL. Foram realizados dois cultivos em biorreator contendo 2L de meio de cultura com pH (7,0), temperatura (28ºC) e agitação (100rpm), todos mantidos constantes. No primeiro cultivo, não houve adição ou retirada de componentes, no segundo, após 72h, realizamos adições de sulfato ferroso a cada 24h, para manter a concentração final de 130μM. A cada 24h foi quantificado o crescimento celular(espectrofotometria) e o consumo de carbono(HPLC), nitrogênio(FAN) e ferro(ferrozina). A análise dos magnetossomos foi realizada por medidas(largura e comprimento) e observação direta da forma e para quantificação através de imagens de microscopia eletrônica de transmissão. No primeiro cultivo, a produtividade máxima foi de 1,73x10¹⁰ mag/mLx dia^-1 após 96h de cultivo. As células permaneceram na fase exponencial, mas o número de magentossomos por célula começa a diminuir neste momento, prejudicando a produtividade. No segundo cultivo, a produtividade máxima foi de 1,91x10¹⁰ mag/mLx dia^-1 após 96h, representando um aumento de 10,2% na produtividade. Tendo em vista que neste momento o meio não se encontra esgotado, acreditamos ser possível um aumento da produtividade ao atingirmos uma maior densidade celular em um menor tempo de cultivo através de novas estratégias de cultivo e melhorias na realização do pré-inóculo.