La magia biologica del batterio che trasforma il monossido di carbonio in biocarburante
Il Clostridium Ljungdahlii mangia gas di scarico e produce etanolo
[27 Luglio 2016]
Gli ingegneri biologici della Cornell University hanno decifrato la strategia cellulare per produrre l’etanolo, un biocarburante, utilizzando un microbo anaerobico che si nutre di monossido di carbonio, un comune gas di scarico. «Invece di produrre rifiuti che vanno sprecati, si trasformano in qualcosa che vogliamo – spiega Ludmilla Aristilde , che è assistente di ingegneria biologica e ambientale alla Cornell – Per far fare ai microbi il nostro lavoro, abbiamo dovuto capire come funzionano, il loro metabolismo».
La Aristilde e Lars Angenent, professore di ingegneria biologica e ambientale alla Cornell, hanno lavorato insieme al progetto e sottolineano che «Il gruppo Angenent ha preso un prodotto di scarto e lo ha trasformato in un prodotto utile».
I ricercatori hanno scoperto un batterio che banchetta con il monossido di carbonio e poi lo fermenta: il Clostridium Ljungdahlii. Per produrre biocarburante da rifiuti industriali gassosi inorganici, il team di ricercatori ha capito che il batterio risponde termodinamicamente – piuttosto che geneticamente – nel processo di messa a punto di reazioni enzimatiche favorevoli ed ora spiegano tutto nello studio “Ethanol Production in Syngas-Fermenting Clostridium ljungdahlii Is Controlled by Thermodynamics Rather Than by Enzyme Expression,” pubblicato su Energy and Environmental Science. La ricerca è stata finanziata da National Science Foundation Usa, dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft, dal filantropo Yossie Hollander e dalla Foundation des Fondateurs.
Secondo il ricercatori del laboratorio di Angenent, dell’Atkinson center for a sustainable future della Cornell, la fermentazione di gas sintetico – o syngas – sta emergendo come una soluzione chiave della biotecnologica, le grandi industrie sono interessate alla produzione di etanolo dalle loro emissioni gassose. Gli scienziati hanno cercato di cogliere la natura fisiologica del processo: «Questi risultati sono importanti per la comunità del syngas da fermentazione per la progettazione di strategie future e per migliorare la produzione», dice Angenent.
Per riuscire a fare in modo che il Clostridium Ljungdahlii fermenti il monossido di carbonio i ricercatori della Cornell lo hanno “convinto” a cibarsene. «Quando mangio cibo, assumo energia dal mio cibo, metabolizzando il mio cibo – spiega ancora la Aristilde – I microbi fanno lo stesso. In termini di biostruttura, le cellule batteriche sono affamate di sostanze nutritive, quindi rispondendo metabolicamente, il che porta al risultato desiderato: la produzione di etanolo».
Angenent è convinto che il monossido di carbonio emesso come sottoprodotto delle industrie pesanti potrebbe essere avviato verso bioreattori che contengono Clostridium Ljungdahlii e la Aristilde conclude: «Le cellule microbiche poi lo trasformano in etanolo, una molecola organica, e il monossido di carbonio, una molecola inorganica, si trasforma in qualcosa di prezioso che possiamo utilizzare. Questo è ciò che lo rende speciale».