Fabricación de gasolina con levadura y bacteria

Según Christopher Voigt, biólogo sintético de la Universidad de California, San Francisco, si combinamos un poco de levadura de cerveza con un gen de una planta de saladar y lo cultivamos con una bacteria poco conocida encontrada en un vertedero francés, tendremos un modo barato y renovable para impulsar nuestros coches.
En teoría, los biocombustibles derivados de las plantas pueden ser una fuente de energía neutra, pero muchos de ellos desplazan también a los cultivos alimentarios. Fabricarlos a partir de celulosa –un material estructural abundante en los residuos de cultivos y en la hierba– puede resolver este problema, pero apenas hay procesos eficaces para hacerlo.

El equipo de Voigt estaba buscando un modo de conseguir que los microbios hiciesen el trabajo duro, convertir la celulosa de los residuos de cultivos y hierba en unas sustancias químicas llamadas haluros de metilo, que se pueden convertir, a su vez, en gasolina normal mediante una simple reacción catalítica.

Hay varias plantas y microorganismos que fabrican los haluros de metilo en pequeñas cantidades de forma natural, utilizando enzimas transferasa de haluro de metilo (MHT, por sus siglas en inglés), pero solo se conocían unas cuántas de estas enzimas, por lo que el equipo de Voigt inició una búsqueda para encontrar más.

Rastrearon las bases de datos de secuencias de ADN en busca de genes que produjesen proteínas al menos un 18% similares a las conocidas MHT. Luego, le pidieron a una empresa de síntesis de ADN que fabricase los 89 genes coincidentes descubiertos, y que los empalmase en el genoma de la bacteria E. coli, para ver cuál de ellos producía haluros de metilo de forma más eficaz.

El ganador fue uno de los genes MHT previamente conocido, obtenido de la Batis maritima, conocida como barilla o verdolaga, una planta que se encuentra en los saladares de California y el sudeste de EEUU. Pero el puzzle todavía no estaba completo. Todavía necesitaban encontrar un organismo que digiriese la celulosa en moléculas más pequeñas para que la levadura pudiese convertirlas fácilmente en el sustrato para la enzima MHT.

La mayoría de los microbios que digieren la celulosa se desarrollan lentamente y solo se vuelven eficaces a temperaturas relativamente altas. Los investigadores necesitaban un organismo que se desarrollase más o menos a la misma velocidad que la levadura y a la misma temperatura que ésta favorece: unos 30 °C.

Tras una extensa búsqueda en la literatura científica, encontraron el candidato ideal: una bacteria llamada Actinotalea fermentans, aislada en la década de los 80 en un vertedero de basura en Francia. Esta bacteria excreta acetato, por lo que si se cultiva en solitario enseguida se envenena a sí misma con este producto residual; pero la levadura utiliza el acetato como alimento.

Voigt y sus colegas habían montado el equipo perfecto de microbios: la A. fermentans convierte la celulosa en acetato, que a su vez es transformado en haluros de metilo por la levadura modificada. Se trata de un proceso barato, que tiene lugar a baja temperatura y produce los haluros de metilo que se pueden convertir fácilmente en combustible.

Los investigadores están trabajando ahora en mejorar la eficacia del proceso, alterando los genes de la levadura para ajustar su metabolismo y que produzca más sustrato para la enzima MHT a partir del acetato disponible. Suponiendo que su sistema podría llegar a funcionar con la misma eficacia con la que la levadura convierte los azúcares en etanol, los investigadores calculan que su proceso para producir gasolina podría ser mucho más barato que obtenerla del petróleo.

Fuente: New Scientist