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Uso de bacterias para producir propano

Los organismos fotosintéticos producen energía a partir de dióxido de carbono y agua en presencia de luz solar. Con el fin de aprovechar al máximo este potencial, unos científicos investigaron el uso de bacterias fotosintéticas modificadas para generar propano destinado al ámbito del transporte de pasajeros.
Uso de bacterias para producir propano
Sin duda, la modificación de organismos fotosintéticos acuáticos para producir grandes cantidades de combustibles —a un bajo coste, con pocas emisiones, sin competir por el suelo agrícola y listos para su empleo en motores— ofrece oportunidades interesantes. Al auspicio del proyecto DIRECTFUEL (Direct biological conversion of solar energy to volatile hydrocarbon fuels by engineered cyanobacteria) y gracias a la financiación de la Unión Europea, unos científicos allanaron el camino para sacar el máximo partido de estas posibilidades a nivel comercial.

El equipo puso sus miras en desarrollar un proceso biosintético de producción de propano —un alcano de cadena corta— en cianobacterias. Estos organismos no producen dichas moléculas de forma natural. No obstante, de las previsiones se desprende que en un lapso de entre diez y veinte años podría disponerse de métodos de producción comercialmente viables. Gracias a combinar el descubrimiento de enzimas, su caracterización a nivel molecular y la ingeniería metabólica, el proyecto DIRECTFUEL ha sido pionero en lo concerniente a demostrar que la biosíntesis microbiana de propano resulta posible con Escherichia coli.

E. coli es una bacteria intestinal común y bien caracterizada que se usa frecuentemente como organismo modelo. Esta bacteria posee una estructura simple pero conservada, crece con celeridad y es fácil de manipular en laboratorio. La capacidad para utilizar E. coli en la producción de propano destinado a medios de transporte de pasajeros ostentará una importancia capital para el panorama energético y el cambio climático.

DIRECTFUEL ha desarrollado y caracterizado las fases consecutivas de la biosíntesis catalizada por enzimas mediante las que los intermediarios de origen natural basados en carbono de la fotosíntesis se transforman en propano, prestando especial atención al último paso, en el que se forma el alcano y que resulta crítico. Los investigadores modificaron el gen responsable de codificar la enzima catalizadora que interviene en esta fase a fin de aprovechar en mayor medida los sustratos disponibles.

Asimismo, el equipo ha estudiado los efectos de la nueva ruta biosinténtica sobre el metabolismo primario y el crecimiento de E. coli, así como en lo que respecta a la viabilidad de emplear esta bacteria. También han desarrollado modelos relativos al metabolismo de las cianobacterias. Un novedoso protocolo permite realizar por primera vez un seguimiento en el genoma completo para detectar genes que resultan esenciales en determinadas condiciones. Por último, se crearon nuevos sistemas para fotobiorreactores con los que producir y cuantificar productos volátiles. Esto representa el primer paso para perfeccionar los procesos industriales.

Las herramientas experimentales y teóricas desarrolladas por DIRECTFUEL tendrán un valor incalculable a la hora de proseguir con los esfuerzos de investigación en este ámbito, contribuyendo así de manera fundamental a que en el sector industrial se sustituyan los procesos de refinería petroquímica por la producción fotobiológica de propano.

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Palabras clave

Bacteria, propano, fotosintético, combustibles, biosintético, enzima
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