Nuevas líneas de bacterias han
sido diseñadas puede producir a medida los principales precursores de
biocombustibles de alto octanaje que algún día podrían reemplazar a la gasolina. Pamela Silver, investigadora de la Universidad de Harvard y lider del equipo, afirma que han sido capaces de programar células para que produzcan
precursores específicos de los combustibles.
El etanol, el biocombustible
más popular en el mercado, contiene sólo dos tercios de la energía de la
gasolina y los combustibles que contienen etanol también corroen las tuberías,
tanques y otro tipo de infraestructura utilizada para el transporte y almacenamiento
de gasolina. Por otro lado, la quema de la propia gasolina añade enormes
cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera; sin embargo, la gasolina
produce más energía que los biocombustibles actuales cuando se quema en un
motor de combustión interna, y permanece en estado líquido a temperaturas que
van de las más frías a las más calientes .
Silver y su equipo están buscando nuevas maneras de hacer biocombustibles parecidos a la gasolina que
podrían ser almacenados en las estaciones de gas y utilizados para alimentar
los coches que ya tenemos. Para desarrollar estos, ellos alistaron bacterias E.
coli para que ayuden a hacer los precursores de la gasolina, es decir, ácidos
grasos.
En concreto, se están
centrando en los ácidos grasos de cadena media, aquellas de cadenas de entre 4
y 12 carbonos de largo. Los ácidos grasos con cadenas más cortas no almacenan
la energía suficiente para ser buenos combustibles y tienden a vaporizarse
fácilmente, mientras que aquellos con cadenas de más de 12 carbonos son
demasiado cerosos. Sin embargo, los ácidos grasos de longitud media poseen la
longitud correcta para ser transformados en un combustible líquido lleno de
energía para los motores de combustión interna.
Para lograr esto, los
investigadores ajustaron una vía metabólica de las bacterias E.coli que produce ácidos
grasos. Específicamente, ellos produjeron en masa un ácido graso de ocho
carbonos llamado octanoato que puede ser convertido en octano.
En esta vía, el carbono del
azúcar de la que se alimenta la bacteria, fluye a través de la vía como un río,
creciendo cada vez más mientras fluye. Al final, sale como un ácido graso de
cadena larga.
Como primera estrategia los investigadores "represaron parcialmente el río y construyeron una sanja" con un fármaco
que bloquea las enzimas que extienden las cadenas de ácidos grasos. Esto causó que
los ácidos grasos de cadena media se retengan detrás de la "presa", al tiempo que
se permite fluir lo suficiente del "río" para las bacterias y puedan construir
sus membranas y permanecer vivas. La estrategia aumentó los rendimientos de
octanoato, pero la droga utilizada es demasiado cara para que el proceso sea escalado a
nivel industrial.
Por esa razón, los científicos
intentaron una segunda estrategia que podría ser escalada con más facilidad.
Dejaron que las células crezcan, entonces "represaron el río" utilizando un truco
genético. También alteraron genéticamente una segunda enzima que normalmente elabora
ácidos grasos de cadena larga tal que solo
extiende los ácidos grasos a ocho átomos de carbono y no más. Esta doble estrategia
dio a los científicos los más altos rendimientos de octanoato.
Según Don Ingber, otro miembro del equipo, la sostenibilidad es uno de los mayores
problemas que enfrentan hoy en día, y el desarrollo de los biocombustibles
potentes para reemplazar la gasolina es un reto importante, el equipo de científicos ha dado un paso gigante hacia la superación de este desafío al usar estrategias
de biología sintética para diseñar microbios que puedan producir octanaje.
A posterior, los científicos
planean diseñar bacterias E. coli para convertir el octanoato y otros en
alcoholes.
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