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Bioquímica
Nuevas Aplicaciones de la "Tecnología Microbiana"
6 de Abril de 2009.
 La
ingeniera química Kristala Jones Prather ve a las bacterias como
“fábricas químicas” tan diversas y complejas que, al menos
potencialmente, pueden elaborar mejores biocombustibles así como
plásticos y telas biodegradables.
 Menéame
Ella y Gregory Stephanopoulos, profesor de Ingeniería Química en el MIT,
están tratando de crear bacterias que produzcan biocombustibles y otros
compuestos más eficientemente, mientras la profesora de química
Catherine Drennan espera que algún día las bacterias puedan ayudar a
limpiar contaminantes tales como el monóxido de carbono y el dióxido de
carbono de la atmósfera terrestre.
Presentes en prácticamente todos los hábitats de la Tierra, las
bacterias producen innumerables compuestos químicos. Algunas sintetizan
productos valiosos para los seres humanos, como por ejemplo
biocombustibles, plásticos y fármacos, en tanto que otras descomponen
contaminantes atmosféricos. La mayoría de ellas dependen de los
compuestos de carbono como fuente de energía, pero las especies difieren
grandemente unas de otras en sus procesos metabólicos.
Los ingenieros expertos en el metabolismo bacteriano están aprendiendo a
sacar partido de esos procesos, siendo la producción de biocombustibles
un área de gran interés. En el MIT, Prather está desarrollando bacterias
que pueden producir combustibles tales como butanol y pentanol a partir
de subproductos agrícolas, y Stephanopoulos está tratando de hacer
mejores productores microbianos de biocombustibles mediante la
estrategia de mejorar su resistencia a la toxicidad de los materiales
que fermentan y de las sustancias que producen ellos mismos.
El alza en el precio del petróleo y las crecientes emisiones de gases de
efecto invernadero han acelerado la búsqueda científica de mejores
métodos de producción de biocombustibles y de otros compuestos químicos
como los bioplásticos.
Producir plásticos y telas empleando bacterias puede consumir mucha
menos energía que los procesos industriales tradicionales, porque la
mayoría de las reacciones químicas industriales requieren de elevadas
temperaturas y presiones (las cuales a su vez necesitan mucha energía
para obtenerse). Las bacterias, en cambio, normalmente proliferan a unos
30 grados centígrados, y a presión atmosférica normal.
La ingeniería metabólica no sólo envuelve crear nuevos productos, sino
también desarrollar formas más eficientes de producir compuestos
existentes. Recientemente, el laboratorio de Prather, combinando genes
de plantas, levaduras y bacterias, logró desarrollar un nuevo método
para sintetizar ácido glucárico, un compuesto con múltiples usos, desde
la síntesis de nailon hasta el tratamiento del agua.
Prather también está trabajando en bacterias que transforman glucosa y
otros compuestos iniciales simples en productos que pueden emplearse
para producir plásticos biodegradables, como por ejemplo el PHA.
En el laboratorio de Stephanopoulos, los investigadores están
desarrollando nuevas formas de producir biodiésel, además de otros
productos que incluyen al aminoácido tirosina (un componente de algunos
fármacos y aditivos alimentarios), biopolímeros y ácido hialurónico, un
lubricante natural que puede ser empleado para el tratamiento de la
artritis.
En vez de utilizar a las bacterias para elaborar productos, Drennan está
estudiando cómo pueden ellas degradar compuestos, específicamente
monóxido de carbono, dióxido de carbono y otros contaminantes
atmosféricos.
Los microbios con los que trabaja Drennan, y que se encuentran en una
amplia variedad de hábitats, incluyendo el agua dulce de los manantiales
termales, absorben dióxido de carbono y/o monóxido de carbono, y los
usan para producir energía. Tales microbios retiran del entorno una
cantidad de monóxido de carbono estimada en mil millones de toneladas.
Drennan y sus colaboradores están usando la cristalografía de rayos X
para averiguar cómo actúan las enzimas de estas bacterias. Tal
conocimiento podría conducir al desarrollo de catalizadores para
disminuir los niveles de monóxido de carbono en áreas muy contaminadas.
Información adicional en:
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