L’interruttore molecolare dei funghi mutati che rende più convenienti i biocarburanti

Sarà possibile non utilizzare più il disaccharide sophorose, 60 volte più costoso dell’oro

[4 giugno 2013]

Un team di ingegneri genetici  della Technische Universität Wien (Tu)  ha scoperto un “trucco” grazie al quale  possono essere utilizzati funghi per produrre, da materiali come paglia e segatura, biocarburanti economicamente molto più efficaci rispetto a quelli che utilizziamo.

I ricercatori spiegano nello studio Mutation of the Xylanase regulator 1 causes a glucose blind hydrolase expressing phenotype in industrially used Trichoderma strain, pubblicato  su Biotechnology for Biofuels, spiegano che i rifiuti lignocellulosici, come la segatura o paglia, possono essere utilizzati per produrre biocarburante,  ma solo se le lunghe catene di cellulosa e xilani vengono suddivise con successo in molecole di zucchero più piccole. «Per fare questo – si legge sul sito della Tu –  sono utilizzati i funghi che, per mezzo di un segnale chimico specifico, possono essere usati per produrre gli enzimi necessari. Poiché questa procedura è tuttavia molto costoso, la Technische Universität Wien ha indagato sull’interruttore molecolare che regola la produzione di enzimi nel fungo. Come risultato, è ora possibile produrre funghi geneticamente modificati che producono gli enzimi necessari in maniera completamente indipendente, rendendo così la produzione di biocarburanti notevolmente più conveniente».

Il biocarburante può essere ottenuto facilmente da piante ricche di amido, ma questo mette i biocarburanti in competizione con le produzioni ad uso alimentate, come ben sanno i poveri dei Paesi in via di sviluppo, quindi riuscire a produrre biocarburanti da lignocellulosa è un’opzione preferibile ed alla quale si sta lavorando con alterni successi da diversi anni. Robert Mach, dell’Istituto di ingegneria chimica della Tu, spiega che «La lignocellulosa da rifiuti di legno o paglia è la materia prima rinnovabile più diffusa al mondo, ma, grazie alla sua struttura complessa, è molto più difficile da sfruttare dell’amido».

La produzione di biocarburanti utilizza il  fungo Trichoderma  che produce enzimi che sono in grado di scomporre la cellulosa e le catene di xilani in molecole di zucchero. I funghi però non producono sempre questi enzimi, la produzione deve essere stimolata con un “induttore”, il disaccharide sophorose. Il problema è che attualmente la sophorose pura attualmente vale sul mercato circa 2.500 euro al grammo, una cifra enorme, 60 volte più costosa dell’oro che costa circa 40 euro. Mach sottolinea: «Gli alti costi dell’induttore chimico sono un driver del prezzo determinante nella produzione di biocarburanti».

La Technische Universität Wien ha analizzato molti ceppi diversi di funghi con varie produttività. «In uno dei ceppi, si è verificata una mutazione casuale che ha bloccato l’interruttore chimico nel funzionamento del fungo – dice Robert Mach – Anche senza un induttore, questo fungo mutato produce sempre gli enzimi desiderati e, a differenza di altri ceppi di funghi, non smette di farlo una volta che viene raggiunta la concentrazione di glucosio». Christian Derntl, il principale autore dello studi pubblicato su Biotechnology for Biofuels evidenzia che «In questi funghi, l’interruttore molecolare è sempre impostato sulla produzione di enzimi».

Attraverso l’analisi genetica i ricercatori austriaci sono stati in grado di identificare quale gene sia necessario per innescare questo comportamento è quindi stato possibile indurre la stessa mutazione in modo mirato in altri ceppi di funghi. «Abbiamo capito il meccanismo di questo interruttore molecolare e, di conseguenza, per noi si aprono molte possibilità meravigliose – conclude la leader del team di ricerca della Tu, Astrid Mach-Aigner – Altre variazioni genetiche vengono ora testate in modo mirato, il che può anche produrre ulteriori possibilità di miglioramento, portando a funghi ancora più produttivi. Ciò renderebbe la produzione combustibile da lignocellulosa più economicamente interessante».