Producen químicos valiosos fermentando CO2 con bacterias

 

En un nuevo estudio piloto, los investigadores de la Universidad Northwestern y la firma LanzaTech seleccionaron, diseñaron y optimizaron una cepa bacteriana y luego demostraron con éxito su capacidad para convertir el CO2 en acetona e isopropanol (IPA). Estos elementos se producen hasta ahora con hidrocarburos y generan emisiones.

 

Este nuevo proceso de fermentación de gas no solo elimina los gases de efecto invernadero de la atmósfera, sino que también evita el uso de combustibles fósiles, que normalmente se necesitan para generar acetona e IPA. Después de realizar un análisis del ciclo de vida, el equipo descubrió que la plataforma de carbono negativo podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 160 % en comparación con los procesos convencionales, si se adopta ampliamente.

 

El estudio se publica en Nature Biotechnology.

 

"La aceleración de la crisis climática, combinada con el rápido crecimiento de la población, plantea algunos de los desafíos más urgentes para la humanidad, todos relacionados con la liberación y acumulación incesantes de CO2 en toda la biosfera", dijo en un comunicado Michael Jewett, profesor de Ingeniería Química y Biológica en Northwestern, coautor principal del estudio. "Al aprovechar nuestra capacidad de asociarnos con la biología para fabricar lo que se necesita, dónde y cuándo se necesita, de manera sostenible y renovable, podemos comenzar a aprovechar el CO2 disponible para transformar la bioeconomía".

 

Los productos químicos industriales a granel y de plataforma necesarios, la acetona y el IPA se encuentran en casi todas partes, con un mercado global combinado que supera los 10.000 millones de dóalres. Ampliamente utilizado como desinfectante y antiséptico, IPA es la base de una de las dos fórmulas desinfectantes recomendadas por la Organización Mundial de la Salud, que son altamente efectivas para matar el virus SARS-CoV-2. Y la acetona es un solvente para muchos plásticos y fibras sintéticas, resina de poliéster diluyente, herramientas de limpieza y quitaesmalte de uñas.

 

Si bien estos productos químicos son increíblemente útiles, se generan a partir de recursos fósiles, lo que genera emisiones de CO2 que contribuyen al calentamiento del clima.

 

Para fabricar estos productos químicos de manera más sostenible, los investigadores desarrollaron un nuevo proceso de fermentación de gas. Comenzaron con Clostridium autoethanogenum, una bacteria anaerobia diseñada en LanzaTech. Luego, los investigadores utilizaron herramientas de biología sintética para reprogramar la bacteria para fermentar CO2 y producir acetona e IPA.

 

"Estas innovaciones, lideradas por estrategias libres de células que guiaron tanto la ingeniería de cepas como la optimización de las enzimas de la ruta, aceleraron el tiempo de producción en más de un año", dijo Jewett.

 

Los equipos de Northwestern y LanzaTech creen que las cepas desarrolladas y el proceso de fermentación se traducirán a escala industrial. El enfoque también podría aplicarse potencialmente para crear procesos simplificados para generar otros productos químicos valiosos.