E. Coli: I Batteri OGM per il Nuovo Biocarburante di Quarta Generazione. Più Efficiente di Etanolo e Butanolo Promette Nuovi Sviluppi nel Settore Mentre dal 2010 sul Mercato LS9 e Amyris

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Energia, Energie rinnovabili

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Pubblicato il giorno 12 dicembre 2008 - 1 commento



   


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Con l’ingegneria metabolica alla UCLA si sta studiando un interessante processo prodotto dai comuni batteri E. Coli o meglio gli Escherichia Coli, una delle specie principali di batteri che vivono nella parte inferiore dell’intestino di animali a sangue caldo (inclusi gli uccelli e i mammiferi) e sono necessari per la digestione corretta del cibo. La loro presenza nelle falde acquifere è un indicatore comune di contaminazione da feci.

I ricercatori hanno individuato nei prodotti creati da questo microrganismo un utile catena lunga di alcoli che potrebbe avere un potenziale nella creazione di nuovi biocarburanti di quarta generazione. Si è notato infatti che gli E. Coli sono in grado di produrre delle molecole (possibili biocarburanti) composte da cinque e otto atomi di carbonio. La ricerca genetica ha notato che inserendo alcuni geni negli E. Coli è stato possibile codificare le strutture delle proteine che convertono le sostanze assorbite dal microrganismo in alcoli che potrebbero essere utilizzati come biocarburanti.

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Un più alto numero di atomi di carbonio conferisce ad un biocarburante molta più energia per litro; in confronto, l’etanolo possiede il 30%o in meno di energia rispetto alla benzina. “A differenza dell’etanolo, il nuovo biocarburante prodotto dagli E. Coli è innanzitutto compatibile con le attuali infrastrutture della benzina” afferma James Liao, chimico della UCLA e professore di ingegneria biomolecolare, che ha guidato la ricerca. Dal momento poi che le lunghe catene di alcoli non assorbono l’acqua come fa facilmente l’etanolo, potrebbero essere trasportati in tutto il paese attraverso gasdotti già esistenti.

“Questi alcoli prodotti dai E. Coli hanno anche un vantaggio rispetto al butanolo, un altro biocarburante”, continua Liao, “La lunga catena di alcoli possono essere separati dall’acqua molto più facilmente del butanolo, la conseguenza riguarda il fatto che non necessiterebbero si un’alta intensità di energia durante i processi di distillazione”. Già molte aziende, tra cui DuPont e BP, stanno cercando di commercializzare un processo volto a rendere i quattro atomi di carbonio del butanolo utilizzando i microbi. E intanto Liao ha inoltre sviluppato un altro batterio che produce butanolo, e la sua tecnologia è stata concessa già in licenza alla start up Gevo.

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Liao e i suoi colleghi utilizzando la biologia sintetica e l’ingegneria genetica come strumenti per analizzare il metabolismo degli E. Coli. Tutti gli organismi producono un gran numero di aminoacidi, che sono gli elementi costitutivi delle proteine. I ricercatori re-ingegnerizzando questo processo metabolico sono stati in grado individuare i composti precursori che normalmente vengono convertiti in amminoacidi ma invece puntando a trasformarli in lunghe catene di alcoli. Questi geni modificati così producono due nuove proteine che possono convertire i composti precursori in catene di alcoli da cinque a otto atomi carbonio.

LS9 e Amyris, di cui abbiamo già trattato precedentemente stanno già re-ingegnerizzando i microbi per la produzione di idrocarburi e biocarburanti di quarta generazione. Ed entrambe prevedono di iniziare la produzione commerciale dei loro biocarburanti entro il 2010. Come è il caso con il nuovo progetto che utilizza gli E.COli, sia LS9 che Amyris utilizzano l’ingegneria genetica e la biologia sintetica, per installare nuovi processi e sistemi metabolici nei microbi inserendo geni di altri organismi, ridisegnando i geni noti e modificando le espressioni delle proteine. Ma gli approcci di Liao, LS9, e Amyris, sono tutti diversi fra loro. I ricercatori della LS9 hanno re-ingegnerizzato il metabolismo degli acidi grassi di E. Coli, mentre Amyris fa “bricolage” con i processi che producono composti naturali noti come isoprenoidi.

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Liao afferma che la sua ricerca potrebbe avere un leggero vantaggio. Il processo è stato reso naturalmente più attivo nei batteri, in modo che essi potessero essere più produttivi. “Riteniamo che questo è intrinsecamente un metodo più efficiente per produrre questi composti dagli E. Coli“,  spiega. “Quindi, potenzialmente, avremo un maggiore rendimento.” La nuova catena di alcol come biocarburante di quarta generazione ha già afferrato l’interesse delle imprese.

Ma c’è ancora una lunga strada da percorrere. Una grande sfida riguarda il fatto che la catena di alcoli è tossica per i batteri, spiega Chris Somerville, direttore del programma Energy Biosciences Institute presso la UCLA. L’etanolo è mortale per i microbi ad una concentrazione di circa il 14%. Il butanolo è ancora più tossico, uccidendo microbi a circa il 2% di concentrazione. Questa tossicità è uno dei principali problemi da affrontare nei processi di produzione del butanolo. “Realizzare un prodotto che è relativamente atossico per le culture di batteri”, spiega Somerville, “è molto importante per ottenere il massimo rendimento in biocarburante“.

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