Elaboración más eficiente de biocombustibles con la bacteria Escherichia coli

Si bien la bacteria E. coli es considerada a menudo como un organismo perjudicial para el Ser Humano, puede prestarnos servicios muy útiles, algunos de ellos al modificarla genéticamente. Muchos equipos de científicos trabajan con cepas de E. coli modificadas que carecen de las características que harían enfermar a un humano, pero que conservan la capacidad de reproducirse con igual rapidez. Esta misma cualidad permite convertir a colonias de esas bacterias en fábricas: cuando se aprovechan del modo adecuado algunas de sus propiedades de producción química, la E. coli puede ser capaz de producir biocombustibles, fármacos y otros productos útiles.

Ahora, un equipo de la Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicada en la Universidad Washington en San Luis, Misuri, Estados Unidos, ha ideado un modo de hacer mucho más eficiente la producción de ciertos biocombustibles en la E. coli. Fuzhong Zhang, profesor en el Departamento de Energía, e Ingeniería Química y Medioambiental, así como otros investigadores de su laboratorio, han descubierto un modo de eliminar un gran obstáculo para el proceso de producción.

Los ácidos grasos de cadena ramificada (BCFAs por sus siglas en inglés) son precursores importantes para la producción de biocombustibles con mejores características de flujo frío o resistentes a la congelación. Sin embargo, elaborar BCFAs en anfitriones bacterianos es complicado. Son producidos junto a unos compuestos distintos llamados ácidos grasos de cadena recta (SCFAs por sus siglas en inglés), que poseen propiedades inferiores. Los intentos anteriores para modificar cepas de E. coli y aumentar su producción de BCFAs también provocaban un incremento notable de SCFAs, y ello dificultaba aislar los BCFAs para un uso futuro.

“Desde el punto de vista del proceso, las bacterias comunes producen principalmente SCFA”, subraya Zhang. Hasta ahora, no era factible lograr una concentración de BCFA mucho mayor que el 20 por ciento. Y después había que usar algunos procesos químicos adicionales para separar el BCFA del SCFA y enriquecerlo. Demasiados pasos y limitaciones para que un método de elaboración de este tipo resultase rentable en el ámbito industrial.

El nuevo enfoque del equipo de Zhang se basa en modificar este organismo de manera que pueda producir una cantidad de BCFA tan cercana al 100 por cien como sea posible.

El laboratorio de Zhang ha investigado previamente métodos para reducir las concentraciones de SCFA en la E. coli. Los resultados del nuevo estudio constituyen un importante paso adelante en esta línea de investigación. Desarrollando dos vías proteicas diferentes que afectan químicamente a la bacteria, el equipo de Zhang solucionó lo que se podría definir como una especie de cuello de botella en la línea de producción de BCFA. Las vías proteicas permitieron a la E. coli aumentar la producción de BCFA hasta el 80 por ciento del conjunto de todos los productos de combustible.

“Tiene una calidad superior”, resume Gayle Bentley, del equipo de investigación. Muchos científicos han estado produciendo estos combustibles SCFA, y aunque ello constituye un trabajo importante, esos combustibles logrados no tienen las cualidades mejoradas presentes en los combustibles desarrollados por el equipo de Zhang y Bentley. "La diferencia es bastante significativa” acota Bentley.

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