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Gli estremofili lavorano in fabbrica

I microorganismi che vivono negli ambienti estremi possono produrre composti di interesse industriale e biocatalizzatori che colmano il divario tra i processi chimici e quelli biologici.



Antecedenti


L'uso dei microorganismi e delle molecole sintetizzate da questi div...
I microorganismi che vivono negli ambienti estremi possono produrre composti di interesse industriale e biocatalizzatori che colmano il divario tra i processi chimici e quelli biologici.



Antecedenti


L'uso dei microorganismi e delle molecole sintetizzate da questi diventa sempre più importante nell'industria. I processi che usano i catalizzatori biologici (enzimi) richiedono condizioni più moderate e sono più compatibili con l'ambiente rispetto ai processi chimici. Per esempio, la sbianca enzimatica della carta evita l'uso dei composti di cloro e annulla la presenza di diossine nei prodotti di rifiuto. Ma gli enzimi sono meno stabili dei catalizzatori chimici e vengono disattivati dai solventi organici e dalle temperature estreme o dai valori di pH estremi. Da ciò nasce l'utilità degli estremofili, che sono organismi che colonizzano gli ambienti ostili, come quelli presenti sulle bocche vulcaniche sottomarine, sul suolo polare, nelle saline, nei laghi di soda e nelle sorgenti termali sulfuree. Per sopravvivere, gli organismi estremofili hanno sviluppato strategie metaboliche originali ed enzimi estremamente stabili, dotati di un campo d'attività estremamente ampio. Un progetto finanziato nell'ambito del programma di ricerca dell'Unione europea Biotech 2, intitolato "Gli estremofili come fabbriche di cellule", mira a sviluppare nuovi usi industriali per questi organismi speciali.




Descrizione, impatto e risultati


I partner del progetto hanno individuato nuovi enzimi stabili, applicabili in modo particolare nei settori alimentare, chimico, farmaceutico, cartario, dei detergenti, e tessile. Nella fabbricazione della carta, sono stati scoperti biocatalizzatori attivi con pH 10 a 110 _C. Per produrre edulcoranti e altri prodotti amidacei, sono emerse le amilasi termostabili e gli enzimi destrutturanti, il cui uso renderà possibile un minore consumo energetico perché renderà superfluo il ciclo di riscaldamento (per sciogliere l'amido) e raffreddamento (per rendere possibile il processo enzimatico). Altri 'estremozimi' consentono di produrre le ciclodestrine - nuovi derivati amidacei usati come stabilizzanti e vettori di farmaci - in modo più semplice ed efficiente. Per gli ingegneri genetici che usano la reazione a catena delle polimerasi, gli estremofili offrono nuove polimerasi del DNA meno soggette ad errori. Il progetto ha chiarito agli ingegneri di proteine le caratteristiche strutturali che stabilizzano gli enzimi. Queste cognizioni li aiuteranno a progettare enzimi termostabili destinati ad applicazioni specifiche. Gli organismi estremofili sono importanti anche per le piccole molecole che essi producono, in particolare gli stabilizzanti e i tensioattivi, e che interessano l'industria farmaceutica.




Partenariati di lavoro


Il progetto è di grandi dimensioni, con i suoi 48 partner accademici e nove partner industriali, e comprende la maggior parte delle équipe europee operanti nel settore. Grazie a una buona gestione e un buon coordinamento, è stato un'impresa soddisfacente, che ha prodotto oltre 100 pubblicazioni e diversi brevetti. Sull'onda di questo progetto, sono state costituite quattro piccole imprese, che hanno creato circa 40 posti di lavoro. Ed è solo l'inizio, perché i giovani formati nell'ambito del progetto vengono carpiti da società ansiose di sfruttare le potenzialità di questi organismi affascinanti.

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Biotecnologia