Cianobacterias para producir hidrógeno
El cometido del proyecto financiado con fondos europeos CYANOFACTORY (Design, construction and demonstration of solar biofuel production using novel (photo)synthetic cell factories) consistía en introducir nuevos circuitos genéticos en las cianobacterias. Estos microorganismos acuáticos pueden generar hidrógeno como producto secundario de la fotosíntesis. Sin embargo, el hidrógeno producido se degrada rápidamente antes de ser liberado por las células. Para producir grandes cantidades de hidrógeno a mayor velocidad, las cianobacterias fueron modificadas genéticamente para evitar la degradación química del biohidrógeno producido. Por tanto, los métodos basados en la biología sintética desempeñaron un papel determinante en el proyecto CYANOFACTORY. Aprovechando los conocimientos que se poseen sobre funciones genéticas y procesos bioquímicos bien asentados, se realizaron modificaciones genéticas muy específicas en las cianobacterias para producir biohidrógeno. Dado que las cianobacterias portan genes ajenos, se prestó especial cuidado a la seguridad. Los socios del proyecto CYANOFACTORY insertaron genes que codifican para enzimas más eficaces y suprimieron la expresión de determinados genes responsables de la innecesaria degradación química del hidrógeno producido. Las cepas de cianobacterias fueron aclimatadas para aumentar su tolerancia a las sustancias químicas que producen y a las condiciones fluctuantes de crecimiento a las que quedan expuestas en fotobiorreactores externos. Se introdujo un mecanismo de suicidio en caso de fuga accidental de cianobacterias de los fotobiorreactores al medio ambiente. Esta muerte celular programada se basó en pares de toxinas y antitoxinas existentes en las células de estos microorganismos acuáticos y es inocua para el ser humano. En la etapa final del proyecto CYANOFACTORY se construyó una red de fotobiorreactores interconectados entre sí con una capacidad de cien litros y que tenían una profundidad adecuada para que los microorganismos recibieran la cantidad suficiente de luz. El sistema permitió a los socios del proyecto validar los parámetros de producción de hidrógeno determinados previamente en experimentos a pequeña escala en el laboratorio, y también identificar posibles escollos en el proceso de fabricación. Los socios del proyecto formaron a un número elevado de estudiantes y jóvenes científicos al inicio de su carrera en este campo tan importante de la producción microbiana de combustible aprovechando la energía solar. Se prestó una gran atención a la biología sintética innovadora y a fotobiorreactores avanzados, así como a la forma de gestionar, almacenar y analizar conjuntos de datos de mayor tamaño. La síntesis de biohidrógeno de CYANOFACTORY no compite con la producción de alimentos ni genera efectos perjudiciales en el entorno, puesto que precisa poco más que células microbianas, luz solar y un sistema de captura de biohidrógeno. Esta nueva tecnología tendrá efectos beneficiosos en la bioeconomía de Europa, aún en ciernes, al permitir cultivar organismos artificiales de forma eficiente, económica y a gran escala.
Palabras clave
Cianobacterias, biocombustible, CYANOFACTORY, biohidrógeno, fotobiorreactor, bioeconomía
