NOTICIASCientíficos de Corea producen 580 mg de combustible por biología sintética con la ayuda de la E. coli

La producción sostenible de gasolina está cada vez más cerca. Un equipo de científicos coreanos ha conseguido, con técnicas de biología sintética, fabricar por primera vez gasolina sin necesidad de recurrir al petróleo ni a ningún combustible fósil. En lugar de petróleo han utilizado a una de las bacterias más estudiadas por el ser humano, la «Escherichia coli» (E. coli). Vive en el interior del intestino, entre las heces humanas, y es responsable de muchos de los episodios de diarrea que padecemos. Pero también se puede manipular y conseguir que trabaje en nuestro favor.Con ella se ha logrado producir insulina para tratar la diabetes e interferones para el cáncer. Ahora un grupo de investigadores coreanosha conseguido manipularla para fabricar la primera biogasolina. Los detalles de este éxito científico se publican en la revista «Nature».

Mejor que el biodiéselSe trata de un hallazgo revolucionario que podría acabar con la dependencia del oro negro. Hoy la mejor alternativa es el biodiésel procedente de aceites vegetales o grasas animales, sin embargo no pueden utilizarse en los motores modernos. La gasolina bacteriana sí sería totalmente compatible sin tener que modificar el motor para su uso. De momento, su capacidad de fabricación es mínima, aunque el grupo coreano ha logrado producir 580 miligramos de gasolina por litro cultivado. El objetivo a largo plazo es mejorar la producción y abaratar el coste.No es la primera vez que se fabrica combustible con fabricación microbiana -recientemente un equipo de científicos británicos desarrolló diesel-, pero sí la privera vez que se puede demostrar la fabricación de gasolina, el combustible más demandado en el mundo.Una pequeña fábrica en su interiorLos científicos surcoreanos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST, en su acrónimo en inglés) han utilizado la bacteria intestinal como una fábrica para segregar alcanos de cadena corta, o lo que es lo mismo, pequeñas cantidades de gasolina.

La gasolina es una mezcla de hidrocarburos, aditivos y agentes de mezcla. Los hidrocarburos, llamados alcanos, consisten sólo en átomos de carbono e hidrógeno.

En este trabajo, los investigadores coreanos describen cómo identificaron enzimas asociadas con la producción de ácidos grasos, la ingeniería de enzimas y rutas biosintéticas de ácidos grasos para concentrar el flujo de carbono hacia la producción de ácidos grasos de cadena corta y la conversión de los ácidos grasos de cadena corta a sus correspondientes alcanos (gasolina mediante la introducción de una nueva vía sintética y la optimización de las condiciones de cultivo).

Producción sostenible«Es sólo el comienzo de las investigaciones para la producción sostenible de la gasolina. Actualmente estamos trabajando en aumentar el rendimiento y la productividad de biogasolina», explicó Sang Yup Lee. «Nos complace informar de la producción de gasolina a través de ingeniería metabólica de "E. coli", que esperamos sirva de base para la ingeniería metabólica de microorganismos con el fin de producir combustibles y productos químicos a partir de recursos renovables», concluyó el director de la investigación

La biología sintética impulsa el desarrollo de los biocombustiblesHerramientas de biosíntesis, aplicadas al bisabolane, hacen de este compuesto una prometedora alternativa al diésel

Un trabajo realizado por ingenieros e investigadores del Joint BioEnergy Institute (JBEI), del Departamento de Energía de los Estados Unidos, podría suponer un importante paso hacia el desarrollo de biocombustibles avanzados, la alternativa más ecológica al diésel. Este avance ha sido posible gracias a herramientas de biosíntesis, aplicadas concretamente al bisabolane, un compuesto con prometedoras propiedades para su uso energético. Por Pablo Javier Piacente.

El bisabolane, un compuesto producido a partir de trabajos de biología sintética, podría tener amplias aplicaciones en el terreno de los biocombustibles avanzados, transformándose en una excelente alternativa al diésel. Así lo establece una investigación llevada a cabo en el Joint BioEnergy Institute (JBEI), que depende del Departamento de Energía de los Estados Unidos. 

Los especialistas que han hallado este nuevo potencial para los biocombustibles avanzados, que de incrementar su producción podrían reemplazar paulatinamente al combustible estándar empleado actualmente en los motores diésel, vienen trabajando en el tema desde hace varios años. Anteriormente, habían presentado conclusiones de una etapa previa de trabajo, relacionada con laproducción de biocombustibles a partir de microbios. 

En esta nueva fase de la investigación, los especialistas del Joint BioEnergy Institute, que trabajaron en el proyecto junto a expertos del Lawrence Berkeley National Laboratory, han empleado técnicas de biología sintética -incluyendo el trabajo con cepas de microbios, bacterias y levadura- para producir bisabolane, un compuesto químico que se puede hallar en las plantas y es empleado en la confección de perfumes. 

Las pruebas preliminares han demostrado que las propiedades del bisabolane lo convierten en una alternativa prometedora para el desarrollo de biocombustibles avanzados. Según Taek Soon Lee, director del programa de ingeniería metabólica del JBEI y uno de los responsables de la investigación, se trata del primer informe obtenido sobre las propiedades del bisabolane como una alternativa de biosíntesis al diésel D2, empleando la bacteria Escherichia coli y la levadura Saccharomyces cerevisiae.

Biocombustibles avanzados: amplias ventajas 

Lee es uno de los autores de un artículo publicado recientemente en la revista Nature Communications que describe esta investigación, difundida también en una nota de prensa del Lawrence Berkeley National Laboratory. Los investigadores Pamela Peralta-Yahya, Mario Ouellet, Rossana Chan, Aindrila Mukhopadhyay y Jay Keasling colaboraron en el mencionado artículo. 

Para este grupo de especialistas, el trabajo puede ser un punto de partida para profundizar la investigación en torno a los biocombustibles avanzados, porque permite comprobar que es posible fijar un objetivo concreto en torno a los biocarburantes, evaluarlo y producir el combustible con compuestos previamente diseñados. 

Un punto que ayuda especialmente importante para el desarrollo de esta alternativa es que a diferencia del etanol, por ejemplo, que sólo se puede utilizar en cantidades limitadas en los motores de gasolina y no se puede emplear en todos los propulsores diésel, los biocombustibles avanzados son compatibles con todos los motores actuales y registran ventajas ecológicas. 

En consecuencia, este estudio podría ser un avance significativo en torno al reemplazo de los combustibles derivados del petróleo, algo que se requiere de manera cada vez más urgente, en particular para los vehículos que no pueden convertirse en eléctricos. Asimismo, Estados Unidos es uno de los países más interesados en esta cuestión, atendiendo a sus grandes necesidades energéticas. 

Fase de pruebas 

El equipo del JBEI ha explorado específicamente los Sesquiterpenos, compuestos que tienen un alto contenido de energía y propiedades físico-químicas similares a los combustibles diésel. Aunque las plantas son la fuente natural de estos compuestos, el diseño de plataformas microbianas sería el enfoque más conveniente y rentable para la producción a gran escala de biocombustibles avanzados, además de insumir un menor impacto ambiental. 

En este último trabajo, Lee y su grupo han utilizado la vía microbiana desarrollada en la fase previa de investigación mencionada anteriormente para crear bisabolene mevalonato, que es un precursor del compuesto denominado bisabolane. Éste tiene propiedades casi idénticas al diésel D2, pero con distintas ventajas que harían factible su uso como combustible. 

¿Cómo continúa ahora el desarrollo de esta prometedora investigación? Los especialistas se están preparando para probar el bisabolane desarrollado mediante biosíntesis directamente en los motores diésel utilizados en distintos modelos de vehículos, en el marco de una unidad de demostración avanzada del Lawrence Berkeley National Laboratory destinada a acelerar la comercialización de nuevas tecnologías en el campo de los biocombustibles avanzados. 

El objetivo es proporcionar bancos de pruebas a escala industrial de los descubrimientos realizados en el laboratorio. Una vez que se obtengan de forma precisa las propiedades del combustible desarrollado a partir del bisabolene biosintético, será posible realizar un análisis económico que tenga en cuenta las variables de producción, como por ejemplo el tipo de materia prima a emplear y el costo de la producción microbiana de los biocombustibles, entre otros parámetros.