I batteri potrebbero essere una via alternativa per decarbonizzare l’industria. Questa la scoperta di un gruppo di ricerca guidato dal Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e dalla University of California di Berkeley e pubblicato sulla rivista Nature. I ricercatori hanno ingegnerizzato i batteri per produrre nuovi elementi di carbonio per la natura al fine di fornire una potente via per la biochimica sostenibile. L’impiego dei batteri potrebbe, dunque, ridurre le emissioni di gas serra derivanti dalla produzione di carburanti, farmaci e prodotti chimici.
Lo studio utilizza i batteri per combinare reazioni enzimatiche naturali con una reazione nuova per natura chiamata “reazione di trasferimento del carbene”. Questo lavoro potrebbe anche contribuire un giorno a ridurre le emissioni industriali perche’ offre alternative sostenibili ai processi di produzione chimica che di solito si basano sui combustibili fossili. “Quello che abbiamo dimostrato in questo lavoro e’ che possiamo sintetizzare tutto in questa reazione, dagli enzimi naturali ai carbeni, all’interno della cellula batterica, basta aggiungere dello zucchero e le cellule fanno il resto” ha dichiarato Jay Keasling, ricercatore principale dello studio e Chief Executive Officer (CEO) del Joint BioEnergy Institute (JBEI) del Dipartimento dell’Energia.
Utilizzo dei batteri
I carboni sono sostanze chimiche altamente reattive a base di carbonio che possono essere utilizzate in molti tipi di reazioni. Da decenni gli scienziati desiderano utilizzare le reazioni dei carbeni nella produzione di carburanti e prodotti chimici e nella scoperta e sintesi di farmaci. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno sostituito i costosi reagenti chimici con prodotti naturali che possono essere prodotti da un ceppo ingegnerizzato del batterio Streptomyces.
Poiche’ i batteri utilizzano lo zucchero per produrre prodotti chimici attraverso il metabolismo cellulare, “questo lavoro ci permette di eseguire la chimica dei carbeni senza solventi tossici o gas tossici tipicamente utilizzati nella sintesi chimica”, ha detto il primo autore Jing Huang, ricercatore post-dottorato del Berkeley Lab nel Keasling Lab. “Questo processo biologico e’ molto piu’ rispettoso dell’ambiente rispetto al modo in cui vengono sintetizzate le sostanze chimiche oggi”, ha detto Huang. Durante gli esperimenti, i ricercatori hanno osservato il batterio ingegnerizzato mentre metabolizzava e convertiva gli zuccheri nel precursore del carbene e nel substrato alchene.
Il batterio ha anche espresso un enzima P450 evoluto che ha utilizzato queste sostanze chimiche per produrre ciclopropani, molecole ad alta energia che potrebbero essere utilizzate nella produzione sostenibile di nuovi composti bioattivi e biocarburanti avanzati. “Reclutare batteri per sintetizzare sostanze chimiche potrebbe anche svolgere un ruolo fondamentale nella riduzione delle emissioni di carbonio”, ha detto Huang. “Spero che il nostro lavoro ispiri altri a continuare a cercare soluzioni di biolaborazione piu’ ecologiche e sostenibili”.
