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Fábricas celulares basadas en metanol

Las fábricas celulares microbianas emplean azúcares y otras materias primas derivadas de alimentos como sustratos para la producción biotecnológica de sustancias químicas. Una tema recurrente en el seno de la comunidad científica es la creación de una economía basada en el metanol como fuente alternativa de combustible y materias primas.
Fábricas celulares basadas en metanol
El suministro de metanol procede tanto de recursos fósiles como renovables, lo que lo convierte en una materia prima muy flexible y sostenible. Sin embargo, las bacterias metilotróficas (es decir, aquellas que consumen metanol) normalmente carecen de determinadas características necesarias para su utilización industrial como fábricas celulares microbianas. Por ejemplo, precisan un volumen elevado de oxígeno y una ardua labor de ingeniería genética.

El proyecto financiado con fondos europeos PROMYSE (Products from methanol by synthetic cell factories) se dedicó a crear artificialmente la «metilotrofia» en bacterias no metilotróficas en origen aplicando conceptos propios de la biología sintética. Para la producción biotecnológica, los socios del proyecto PROMYSE combinaron la modularización ortogonal de la metilotrofia, aprovechando el metanol como materia prima principal.

Las estrategias sintéticas aplicadas combinaban la bioingeniería y ensayos genéticos con predicciones y modelos experimentales para generar microorganismos metilótrofos novedosos. Un logro importante del proyecto fue la obtención de productos valiosos empleando hospedadores afianzados y pertinentes desde la perspectiva biotecnológica. En la etapa final, los investigadores emplearon metanol marcado con C13 y demostraron que las cepas bacterianas recombinantes no metilotróficas desarrolladas podían consumir e incorporar el metanol en sus estructuras celulares.

Posteriormente, los socios del proyecto PROMYSE caracterizaron bioquímicamente seis enzimas metanol deshidrogenasa diferentes, así como sus proteínas activadoras. Para incorporar la capacidad de degradar metanol en bacterias no metilotróficas, los investigadores transfirieron cada una de estas enzimas a tres cepas bacterianas huésped no metilotróficas seleccionadas. También se generaron cepas recombinantes de Bacillus methanolicus que producen, a partir de metanol, compuestos químicos intermedios importantes y útiles empleados en la fabricación de bioplásticos.

Los resultados del proyecto se expusieron en veintidós publicaciones científicas sometidas a comité de lectura, varias ponencias en congresos y fructificaron en una patente. La formación impartida a jóvenes científicos, la involucración de socios industriales y la excelente difusión de los conocimientos ayudarán a prepararse para el inicio de una economía en la que el metanol será uno de los pilares fundamentales.

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Palabras clave

Metanol, metilótrofo, Bacillus methanolicus, Methylobacterium extorquens, compuestos intermedios, metanol deshidrogenasa
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