Bacteriile modificate genetic – „fabricile” de combustibil ale viitorului

Butanolul, care este fabricat în mod obişnuit prin fermentarea zaharurilor, produce mai multă energie pe unitatea de volum decât etanolul şi, spre deosebire de acesta, poate fi transportat prin conductele de petrol existente.

Numeroase companii încearcă să comercializeze în prezent biobutanol, incluzând unele care caută să adapteze instalaţiile de producere a etanolului. Cu toate acestea, bacteriile folosite în mod obişnuit pentru producerea butanolului nu îl tolerează foarte bine, astfel încât se pot produce doar cantităţi mici de butanol.

• Cât de fericiți trebuie să fim pentru a reduce riscul de boli cronice?
• Câți dintre americani sunt de acord cu Donald Trump în ceea ce privește Groenlanda

Dacă în urma procesului de fermentaţie se obţine entanol cu un randament de peste 10%, butanolul se obţine în cantitaţi mult mai mici: 1-2%, susţine Jonathan Mielenez, un specialist de la Laboratorul Naţional Oak Ridge, SUA.

Noua E.coli produsă la Universitatea Rice acţionează însă mai repede decât alte microorganisme producătoare de combustibili şi produce de cinci până la zece ori mai mult combustibil din aceeaşi cantitatea de zaharuri. Asta înseamnă că are nevoie de mai puţină materie primă şi poate fi cultivată în recipiente mai mici, costurile fiind astfel mai scăzute.

Ramon Gonzalez, chimist şi inginer în biologia moleculară, susţine că numeroase companii şi-au arătat interesul faţă de această tehnologie şi speră să o vadă pe piaţă în următorii trei ani.

Cobalt Biofuels, o companie cu sediul în Montainview, California, a utilizat bacterii din genul Clostridium pentru a descompune materia vegetală şi a transforma zaharurile într-un amestec de butanol, acetonă şi etanol.

Gevo, o companie din Englewood, Colorado, lucrează cu bacteria E.coli, modificată astfel încât anumiţi produşi celulari, în mod obişnuit folosiţi de celulă pentru sintetizarea aminoacizilor, să fie utilizaţi pentru a produce alcool.

Gonzalez a prezentat, împreună cu colegii, săi noua lor abordare şi a publicat documentul în jurnalul online Nature.
Cercetătorii au exploatat o cale prin care microorganismele descompun acizii graşi pentru a genera energie. Ei au modificat aproximativ o duzină de gene ale bacteriei E.coli pentru a inversa procesul beta-oxidării, astfel încât bacteria să producă acizi graşi.

Metoda este mai eficientă deoarece adaugă doi atomi de carbon dintr-o dată, în loc să adauge doar câte unul, pentru a se forma molecule de hidrocarburi, printr-un mecanism care nu necesită energie.

Prin manipularea selectivă a genelor, cercetătorii pot „programa” microbii pentru a sintetiza diferite alte substanţe chimice şi combustibili. Astfel, în plus faţă de butanol, bacteria poate produce diverşi acizi graşi utili, în loc ca aceştia să fie obţinuţi din grăsimi animale şi vegetale.

Deoarece beta-oxidarea este întâlnită la aproximativ toate organismele, aceste mecanism ar putea fi modificat şi în cazul unor drojdii sau alge, fapt ce va veni în ajutorul multor companii care doresc să adopte această tehnologie, susţine Gonzalez. El studiază modificarea diferitelor organisme cu scopul de a face procesul mai ieftin şi mai eficient. Drojdia, de exemplu, este mai tolerantă faţă de butanol şi etanol, însă E.coli creşte mai repede.

Cu toate acestea, toate procesele de creare a biobutanolului se confruntă cu o mare dificultate: în cele din urmă, va fi necesar să se treacă de la utilizarea unor plante precum porumbul, trestia de zahăr, sfecla de zahăr (cu conţinut mare de zaharuri) la folosirea biomasei celulozice, a cărei transformare în combustibili este mai costisitoare.

Sursa: Technology Review