Batteri geneticamente modificati risparmiano anidride carbonica
Un tipo speciale di batteri che vive senza sole e ossigeno produce sostanze chimiche dall'anidride carbonica. I germi geneticamente modificati potrebbero così aiutare l'industria e il clima.
L'anidride carbonica è un gas serra, ma può anche servire come importante materia prima per la produzione di vari composti chimici. Alcuni gruppi di ricerca stanno quindi lavorando per catturare la CO2 e farne buon uso prima che entri nell'atmosfera. Un team di ricercatori descrive ora in"Nature Biotechnology" un progresso che permette ai batteri geneticamente modificati di convertire l'anidride carbonica in blocchi chimici di base industrialmente utili in quantità considerevoli.
Il team ha usato l'ingegneria genetica per modificare i batteri Clostridium autoethanogenum per questo scopo. Questi cosiddetti batteri autotrofi appartengono agli acetogeni; il loro metabolismo utilizza quindi varie piccole molecole organiche con uno o pochi atomi di carbonio senza luce solare e ossigeno. Guadagnano essenzialmente energia attraverso la respirazione carbonatica, cioè trasferiscono elettroni dall'idrogeno alla CO2, per esempio. Il gruppo di ricerca guidato da Fungmin Eric Liew della Northwestern University ha ora aumentato l'efficienza naturale dei batteri e ottimizzato tecnicamente il processo in modo che le culture di Clostridium producano sostanze chimiche come l'acetone e l'isopropanolo dalla CO2. I batteri non producono altrimenti queste due sostanze in natura.
Il bilancio del carbonio del processo è negativo, cioè i batteri fissano più carbonio dall'anidride carbonica di quanto ne rilascino. Questo è essenziale perché è l'unico modo in cui il processo può ridurre l'anidride carbonica nell'atmosfera. Questo non è il caso dei processi comuni che usano i batteri per produrre composti chimici: Tipicamente, lo zucchero è usato come materia prima per processi di fermentazione da parte di batteri come l'E. coli. Tuttavia, la linea di fondo è che viene prodotto un sacco di gas serra, anche solo per estrarre gli zuccheri utilizzabili.
Liew e i suoi colleghi avevano precedentemente ottimizzato i batteri Clostridium in modo che il germe producesse etanolo. In condizioni favorevoli, la nuova versione del loro batterio geneticamente modificato secerne ora molto più acetone e isopropanolo di quanto fosse possibile in precedenza. Entrambi i prodotti chimici sono usati nell'industria in quantità molto maggiori; tuttavia, la loro produzione industriale da gas e petrolio produce molta CO2; questa quantità di CO2 potrebbe essere evitata in futuro con i batteri geneticamente modificati. Inoltre, potrebbero essere modificati per produrre altri semplici elementi chimici di importanza industriale.
In un commento che accompagna l'articolo di ricerca suNature Biotechnology, i chimici Corinne D. Scown e Jay D. Keasling calcolano quanto gas serra potrebbe teoricamente essere risparmiato se tutte le sostanze chimiche attualmente prodotte dal petrolio o dal gas per l'industria fossero prodotte da processi biologici sintetici a zero emissioni. Senza ammoniaca, questo produrrebbe circa un gigatone di CO2 all'anno. Anche se questo è solo circa il due per cento delle emissioni globali di gas serra all'anno, l'industria chimica è ancora il terzo maggior emettitore di CO2 dopo la produzione di cemento e l'industria dell'acciaio.
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Originalartikel auf Spektrum.deTitelbild: Shutterstock
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