La búsqueda de alternativas sostenibles para la producción de productos químicos ha llevado a un equipo de investigación liderado por el Lawrence Berkeley National Laboratory (Laboratorio Nacional Berkeley) y la UC Berkeley a desarrollar un avance prometedor en el campo de la biotecnología. En un artículo reciente publicado en la revista Nature, los científicos presentan un método innovador que utiliza bacterias modificadas para producir productos de carbono nuevos para la naturaleza. Este enfoque podría abrir una poderosa vía hacia la producción sostenible de productos bioquímicos y ofrecer alternativas a los procesos químicos convencionales que dependen de los combustibles fósiles.
El proceso se basa en combinar reacciones enzimáticas naturales con una reacción nueva para la naturaleza llamada “reacción de transferencia de carbeno”, utilizando bacterias como herramienta clave. Las bacterias, especialmente una cepa modificada de Streptomyces, son capaces de sintetizar tanto enzimas naturales como carbenos dentro de las células bacterianas. Todo lo que se necesita es agregar azúcar y las células hacen el resto del trabajo. Este enfoque es especialmente ventajoso porque evita el uso de sustancias químicas costosas y tóxicas utilizadas en los métodos tradicionales de síntesis química.
Los carbenos son compuestos químicos altamente reactivos que han sido objeto de interés para la fabricación de combustibles, productos químicos, descubrimiento y síntesis de fármacos. Sin embargo, hasta ahora, los procesos que involucran carbenos solo podían llevarse a cabo en pequeñas cantidades en tubos de ensayo y requerían sustancias químicas caras para impulsar la reacción. Con este nuevo enfoque, los investigadores han demostrado la viabilidad de utilizar bacterias para producir de manera sostenible precursores de carbeno y sustratos de alqueno, que luego se convierten en ciclopropanos, moléculas de alta energía con potencial aplicación en la producción sostenible de compuestos bioactivos y biocombustibles avanzados.
Además de su potencial en la producción de productos químicos, el uso de bacterias para sintetizar compuestos también podría desempeñar un papel integral en la reducción de las emisiones de carbono. Según investigadores del Berkeley Lab, cerca del 50% de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de la producción de productos químicos, hierro y acero, y cemento. En un momento en que se requiere reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero para limitar el calentamiento global, este nuevo enfoque biotecnológico ofrece una ruta prometedora hacia una producción química más sostenible y amigable con el medio ambiente.
Aunque este sistema integrado es prometedor, los científicos enfatizan que aún no está listo para su comercialización. Se requiere más investigación y desarrollo para optimizar la eficiencia y escalabilidad del proceso. Sin embargo, los resultados obtenidos hasta ahora son alentadores y proporcionan una base sólida para futuras investigaciones en el campo de la biomanufactura sostenible.
Referencia: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06027-2
