noviembre 15, 2011

La bacteria E. coli puede convertir el azúcar en biodiesel a un ritmo impresionante

Bacteria E. coli puede ser la solución a un menor costo
Definitivamente el biodiesel se puede obtener a partir del aceite vegetal o grasa animal (por lo general a partir de la primera), inclusive el aceite usado en la cocina por los restaurantes es común, pero para que el biodiesel realmente contribuya significativamente a reducir el uso de combustibles fósiles, tiene que haber una forma para producir en masa en una planta industrial, por otro lado, el biodiesel sintético presenta problemas complejos aún por resolverse.

Ante estas dificultades de abastecimiento, de volumen, falta de tecnología y costos, se presenta la peligrosa bacteria Escherichia coli (o simplemente E. coli), como una solución interesante e importante.

Las bacterias, como la E. Coli que a menudo se encuentran en el tracto digestivo humano, también pueden actuar como un catalizador en la generación de biodiesel mediante la conversión de azúcares a un bajo costo en productos derivados de ácidos grasos que son químicamente similares a la gasolina.

Así el Dr. Chaitan Khosla, un profesor de Stanford de la química y de ingeniería química, decidió investigar si podría haber un límite natural que retiene la capacidad de E. coli para desarrollar la conversión. En otras palabras, ¿el motor de base catalítica de la E. coli tienen suficiente potencia para producir en la escala necesaria?

La respuesta es que efectivamente, el motor de la E. coli que convierte los ácidos grasos es increíblemente poderoso, señalo el profesor Khosla. Es intrínsecamente capaz de convertir el azúcar en sustancias combustibles a un ritmo extraordinario. La mala noticia es que este motor biológico está sujeto a unos controles muy ajustados por la célula. Resulta que al igual que cualquier motor de alto rendimiento, el proceso catalítico en E. coli sólo se puede alcanzar la máxima eficiencia en todos los controles si están ajustados correctamente.

Los científicos aún no comprenden como todos los controles celulares funcionan, por lo que se requerirá de una comprensión más profunda de la bioquímica de E. coli de la que actualmente se sabe, preciso el prof. Khosla. Afortunadamente, el equipo de investigación está progresando en  como la E. coli realiza el proceso de conversión, gracias en parte a un nuevo enfoque que se ha desarrollado para el análisis.

Los investigadores hasta el momento han logrado aislar todas las enzimas y otros participantes moleculares implicados en el proceso que produce los ácidos grasos en la E. coli y ensamblarlos en un tubo de ensayo para su estudio.

Es vital entender que limita la capacidad de E. coli para procesar el azúcar para convertirlo en  aceite. Técnicamente la manera más directa y eficaz de resolverlo es extraer el motor de la biosíntesis de la celda celular y ponerlo prueba en un tubo de ensayo.

De esta manera, el equipo fue capaz de estudiar como las enzimas implicadas en la biosíntesis de ácidos grasos cuando estaban libres de otras influencias en la célula. Este hecho era fundamental para su análisis, ya que los productos en cuestión, los ácidos grasos, son esencialmente jabones, señalo el prof. Khosla, y muchos de ellos afectarían a las bacterias. Es por eso que en la E. coli se han desarrollado formas muy elaboradas y eficaces para contener la cantidad de la biosíntesis de ácidos grasos en el interior de la célula.

Precursor del biodiesel
Los ácidos grasos no pueden ser bombeadas directamente en el tanque de gasolina de automóviles y camiones pues requiere procesos adicionales, pero después de todo, es un excelente precursor de biodiesel. Asimismo sabemos que el Biodiesel en estos momentos ha quedado a la zaga con respecto del etanol como un medio para reducir el uso de combustibles de origen fósiles en vehículos porque el etanol es más fácil y más barato de fabricar; sin embargo, el biodiesel tiene una densidad de energía mayor y menor solubilidad en agua que el etanol, que le ofrecen ventajas significativas.

El biodiesel definitivamente está más cerca de las propiedades químicas de un barril de petróleo de Arabia Saudita que cualquier otro combustible de origen biológico; por lo tanto, podría ser mezclado con diesel y gasolina, o de manera independiente como un combustible para el transporte.

Si los investigadores logran descubrir como manipular a los medios de producción celular en E. coli, el biodiesel puede ser lo suficientemente barato, por lo que el pequeño motor de E. coli puede terminar alimentando una gran cantidad de motores más grandes a un costo mucho menor para el medio ambiente y evitarse el uso de los combustibles fósiles.

La investigación se describe en un artículo publicado en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias, de la cual el Prof. Khosla es un coautor del estudio, que está disponible en línea.

La investigación fue financiada por una beca de LS9, una compañía de biocombustibles.

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