giovedì 1 novembre 2012

Le incredibili potenzialità della Ralstonia,umile batterio del suolo

Ralstonia eutropha
Un umile batterio del suolo, chiamato Ralstonia eutropha, ha una tendenza naturale, quando smette di crescere di mettere tutte le sue energie nel produrre composti complessi di carbonio. Ora gli scienziati del MIT hanno insegnato questo microbo un nuovo trucco: hanno armeggiato con i suoi geni per convincerlo a produrre carburante - in particolare, una sorta di alcool chiamato isobutanolo da utilizzare come carburante sostituitivo, o in miscela con la benzina. 
Christopher Brigham, ricercatore nel dipartimento di biologia del MIT ha lavorato per sviluppare la bioingegneria su questo batterio, cerca di ottenere dall'organismo l’uso di un getto di anidride carbonica come fonte di carbonio, che possa essere utilizzato per produrre fuori dalla cellula emissioni di carburante. Brigham è co-autore di un articolo su questa ricerca pubblicata sulla rivista Applied Microbiology and Biotechnology. Brigham spiega che allo stato naturale il microbo, quando la sua fonte di nutrienti essenziali, come nitrato o fosfato è limitata, "andrà alla modalità di memorizzazione del carbonio". In sostanza la memorizzazione è una via per un uso successivo del cibo, quando rileva che le risorse sono limitate. "Prende il carbonio disponibile, e lo memorizza -dice Brigham- in forma di un polimero, simile nelle sue proprietà a un sacco di plastica derivata dal petrolio". Per eliminare alcuni geni, inserire un gene da un altro organismo e armeggiare con l'espressione di altri geni, Brigham e i suoi colleghi sono stati in grado di reindirizzare il microbo a produrre carburante, invece di plastica. Adesso la squadra si sta concentrando su come ottenere dal microbo di utilizzare CO2, come fonte di carbonio e con modifiche leggermente diverse lo stesso microbo potrebbe anche potenzialmente trasformare qualsiasi fonte di carbonio, compresi i rifiuti agricoli o rifiuti urbani, in utile combustibile. In laboratorio, i microbi hanno usato fruttosio, uno zucchero, come fonte di carbonio. A questo punto, il team del MIT assieme al laureato Jingnan Lu, la biologa post dottorato Claudia Gai, guidati da Anthony Sinskey, professore di biologia - hanno avuto successo nel modificare i geni dei microbi in modo che converta il carbonio in isobutanolo in un processo che si realizza in maniera continua. "Abbiamo dimostrato che, -dice sempre Brigham- nella cultura continua, otteniamo notevoli quantità di isobutanolo". Ora, i ricercatori puntano ad ottimizzare il sistema, aumentando il tasso di produzione e progettando bioreattori per avviare il processo fino a livelli industriali. A differenza di alcuni sistemi di bioingegneria in cui i microbi producono una sostanza chimica desiderata all'interno dei loro corpi e, devono essere distrutti. per recuperare il prodotto, R. eutropha espelle naturalmente l'isobutanolo nel fluido circostante, dove può essere continuamente filtrato senza interrompere il processo di produzione. "Non abbiamo dovuto aggiungere – aggiunge ancora Brigham - un sistema di trasporto per portarlo fuori dalla cellula". Un certo numero di gruppi di ricerca stanno perseguendo la produzione di isobutanolo attraverso percorsi diversi, tra cui altri organismi geneticamente modificati; almeno due aziende stanno già attrezzando per produrla come additivo per carburante, combustibile o come materia prima per la produzione di sostanze chimiche. A differenza di alcuni biocarburanti proposti, l’ isobutanolo può essere utilizzato negli attuali motori con poche modifiche ed è già stato utilizzato in alcune auto da corsa. "Questo approccio ha diversi potenziali vantaggi -ha detto Mark Silby, assistente professore di biologia presso l'Università del Massachusetts a Dartmouth- sulla produzione di etanolo dal mais. Sistemi batterici sono scalabili, in teoria, cioè consentono la produzione di grandi quantità di biocarburante in una fabbrica, proprio come avviene nell'ambiente. “Questo sistema, -ha aggiunto Silby- in particolare, può utilizzare carbonio derivante da prodotti di scarto o anidride carbonica .Quindi non è in competizione con l’approvvigionamento alimentare. Nel complesso è enorme il potenziale impatto di questo tipo di approccio. " Lavoro finanziato dall’ US Department of Agency Advanced Research Projects Energy - Energy (ARPA-E). Fonte: David L. Chandler, MIT Notizie

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