I microrganismi creano degli elementi fondamentali per l’industria chimica
Secondo il dipartimento dell’energia statunitense, l’acido chimico 3-idrossipropanoico (3-HP) è la terza sostanza più importante derivata dall’LCB. Tuttavia, a causa di problemi quali costo elevato delle materie prime, basse rese e tossicità del prodotto chimico, allo stato attuale non vi è alcuno processo biologico disponibile in commercio per la produzione di 3-HP. Il progetto GEO-HPA (Development of a sustainable route to the important platform chemical 3-hydroxypropanoic acid using synthetic biology and a geobacillus chassis), finanziato dall’UE, ha affrontato queste sfide sviluppando un bioprocesso per il 3-HP, ottenuto a partire dall’LCB usando il batterio Geobacillus. Il Geobacilluscresce a temperature comprese tra 40 e 70 °C e può far fermentare zuccheri esosi e pentosi, così come gli oligomeri presenti nell’LCB. Queste temperature elevate riducono il rischio di contaminazione da altri microrganismi, rendono il processo più efficiente riducendo i costi di raffreddamento durante la fermentazione, e conferiscono proprietà desiderabili per il mezzo di crescita. I ricercatori hanno di conseguenza progettato un bioprocesso per la produzione di 3-HP su larga scala partendo dagli zuccheri, mediante l’utilizzo di Geobacillus thermoglucosidasius (GBT) come base. Questo processo è stato quindi esteso all’LCB come materia prima. I risultati hanno indicato che il GBT è un promettente termofilo capace di metabolizzare il glucosio e lo xilosio, due tra i principali zuccheri presenti nell’LCB. L’organismo ha dimostrato di vantare numerose importanti proprietà per quanto riguarda la produzione di 3-HP. Per esempio, l’elevato tasso di accrescimento e la proliferazione cellulare del GBT è paragonabile all’E. coli. Inoltre, tale organismo non consuma o degrada il 3-HP come fonte di carbonio, come invece fanno alcuni altri organismi. I partner del progetto hanno costruito ceppi ricombinanti di GBT per la produzione di 3-HP dagli zuccheri e hanno ottenuto un piccolo titolo di 3-HP (3-5 millimoli) come prova di concetto. Ciò ha suggerito che il GBT rappresenta un potenziale organismo per la produzione di 3-HP e che la sintesi di 3-HP può essere generata a un livello superiore. Il progetto GEO-HPA ha fornito un itinerario commerciale economico e sostenibile per la produzione di 3-HP. Ciò permetterà di migliorare la competitività dell’UE nello sviluppo relativo a una produzione biologica di prodotti chimici, ottenuti da fonti rinnovabili.
