La bacteria Ralstonia eutropha tiene una tendencia natural, bajo estrés, de no crecer más y colocar toda su energía en crear compuestos complejos de carbono.
Esta micrográfica muestra un cultivo de bacteria Ralstonia eutropha. En su forma natural, como se ve aquí, los microbios convierten carbono a su alrededor en una especie de bioplástico -visto en color claro dentro de las membranas. (Crédito: Christopher Brigham)
Científicos del MIT han modificado sus genes para persuadirla de crear combustible -específicamente, un tipo de alcohol llamado isobutanol que puede ser un substituto directo de la gasolina o mezclarse con ella.
Christopher Brigham, investigador en el departamento de biología del MIT, explica que en su estado natural, cuando la fuente esencial de nutrientes del microbio (nitrato de fosfato, por ejemplo) se restringe, “entrará en un estado de almacenamiento de carbono”, lo cual significa que el microbio acumula alimento para su uso posterior cuando detecte que los recursos son limitados.
La bacteria almacena carbono en forma de polímero, el cual es similar en sus propiedades a plásticos basados en petróleo, dijo Brigham. Al cambiar algunos de sus genes, insertar un gen de otro organismo y jugar un poco con la expresión de otros genes, Brigham y sus colegas pudieron redireccionar el microbio hacia la generación de combustible en lugar de plástico.
Con algunas modificaciones, el mismo microbio podría potencialmente convertir toda fuente de carbono, incluyendo desechos de la agricultura o basura de las ciudades, en combustible. En el laboratorio, los microbios han utilizado fructuosa, un tipo de azúcar, como su fuente de carbono.
“Hemos demostrado que, en un cultivo continuo, podemos obtener cantidades sustanciales de isobutanol”, dijo Brigham. Ahora, los investigadores se enfocan en encontrar nuevas formas de optimizar el sistema para incrementar la producción y diseñar bioreactores para llevar este proceso a escalas industriales.
A diferencia de algunos sistemas de bioingeniería en el cual los microbios producen un químico deseado dentro de sus cuerpos y deben ser destruidos para obtener ese producto, la bacteria Ralstonia eutropha expele el isobutanol dentro de los líquidos que la circundan, desde donde puede ser filtrado continuamente sin detener la producción, dijo Brigham. “No tuvimos que incorporar un sistema de transporte para sacarla de la célula”, dijo.
Un buen número de grupos de investigación trabajan en la producción de isobutanol a través de varias vías, incluyendo otros organismos genéticamente modificados; al menos dos empresas están ya preparándose para producir combustible, aditivo de combustible o materia prima para producción química. A diferencia de otros biocombustibles propuestos, el isobutanol puede usarse en los motores actuales con poca o ninguna modificación, y se ha usado ya en autos de carrera.
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