Las bacterias transforman los residuos de carbono en valiosos productos químicos
Bacterias de ingeniería convierten el dióxido de carbono capturado en productos químicos para combustibles, tejidos y cosméticos
Las bacterias son conocidas por descomponer la lactosa para hacer yogur y el azúcar para hacer cerveza. Ahora, investigadores dirigidos por la Universidad Northwestern y LanzaTech han aprovechado las bacterias para descomponer el dióxido de carbono (CO2) residual y fabricar valiosos productos químicos industriales.
Los biólogos sintéticos han diseñado bacterias que convierten los residuos de carbono en valiosos productos químicos. Este método de carbono negativo podría contribuir a una economía de emisiones netas cero.
Justin Muir
En un nuevo estudio piloto, los investigadores seleccionaron, diseñaron y optimizaron una cepa bacteriana y luego demostraron con éxito su capacidad para convertirel CO2 en acetona e isopropanol (IPA).
Este nuevo proceso de fermentación de gases no sólo elimina los gases de efecto invernadero de la atmósfera, sino que también evita el uso de combustibles fósiles, que suelen ser necesarios para generar acetona e IPA. Tras realizar un análisis del ciclo de vida, el equipo descubrió que la plataforma de carbono negativo podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 160% en comparación con los procesos convencionales, si se adoptara ampliamente.
"La aceleración de la crisis climática, combinada con el rápido crecimiento de la población, plantea algunos de los retos más urgentes para la humanidad, todos ellos relacionados con la incesante liberación y acumulación deCO2 en toda la biosfera", afirma Michael Jewett, de Northwestern, coautor del estudio. "Aprovechando nuestra capacidad de asociarnos con la biología para fabricar lo que se necesita, donde y cuando se necesita, de forma sostenible y renovable, podemos empezar a aprovechar elCO2 disponible para transformar la bioeconomía".
Jewett es catedrático Walter P. Murphy de Ingeniería Química y Biológica en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern y director del Centro de Biología Sintética. Ha codirigido el estudio con Michael Koepke y Ching Leang, ambos investigadores de LanzaTech.
La acetona y el IPA, productos químicos industriales necesarios a granel y de plataforma, se encuentran en casi todas partes, con un mercado mundial combinado que supera los 10.000 millones de dólares. Ampliamente utilizado como desinfectante y antiséptico, el IPA es la base de una de las dos fórmulas de desinfectantes recomendadas por la Organización Mundial de la Salud, que son muy eficaces para eliminar el virus del SARS-CoV-2. Y la acetona es un disolvente para muchos plásticos y fibras sintéticas, para diluir la resina de poliéster, para limpiar herramientas y para quitar el esmalte de uñas.
Aunque estos productos químicos son increíblemente útiles, se generan a partir de recursos fósiles, lo que provoca emisiones deCO2 que calientan el clima.
Para fabricar estos productos químicos de forma más sostenible, los investigadores desarrollaron un nuevo proceso de fermentación de gases. Empezaron con Clostridium autoethanogenum, una bacteria anaeróbica creada en LanzaTech. A continuación, los investigadores utilizaron herramientas de biología sintética para reprogramar la bacteria con el fin de que fermentarael CO2 para producir acetona e IPA.
"Estas innovaciones, dirigidas por estrategias libres de células que guiaron tanto la ingeniería de la cepa como la optimización de las enzimas de la vía, aceleraron el tiempo de producción en más de un año", dijo Jewett.
Los equipos de Northwestern y LanzaTech creen que las cepas desarrolladas y el proceso de fermentación se trasladarán a escala industrial. El enfoque también podría aplicarse para crear procesos racionalizados para generar otros productos químicos valiosos.
"Este descubrimiento es un gran paso adelante para evitar una catástrofe climática", dijo Jennifer Holmgren, directora general de LanzaTech. "Hoy en día, la mayoría de nuestros productos químicos básicos se derivan exclusivamente de nuevos recursos fósiles como el petróleo, el gas natural o el carbón. La acetona y el IPA son dos ejemplos con un mercado global combinado de 10.000 millones de dólares. Las vías desarrolladas para la acetona y el IPA acelerarán el desarrollo de otros productos nuevos al cerrar el ciclo del carbono para su uso en múltiples industrias."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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