Los biólogos sintéticos han realizado un cambio bioquímico. Han rediseñado una bacteria que normalmente consume una dieta de azúcares simples en una que construye sus células mediante la absorción de dióxido de carbono (CO2), al igual que las plantas. El trabajo podría conducir a microbios diseñados que absorben CO2 del aire y lo convierten en medicamentos y otros compuestos de alto valor.
Los científico Israel convirtió una bacteria común que consume azúcar en cepas de Eschericia coli que producen toda su biomasa a partir del dióxido de carbono (CO2), uno de los principales causantes de la contaminación atmosférica y el calentamiento global, según un artículo publicado en la revista Cell.
“Nuestro objetivo principal era crear una plataforma científica conveniente que pudiera realzar la fijación del dióxido de carbono, lo cual podría ayudar a lidiar con los retos de una producción sostenible de alimentos, los combustibles y el calentamiento global causado por las emisiones”, explicó Ron Milo, del Instituto Weizmann de Ciencias, con sede en Rehovot (Israel).
“La conversión de la fuente de carbono de la E. coli, el caballo de batalla de la biotecnología, de carbono orgánico a CO2 es un gran paso para el establecimiento de tal plataforma”, añadió.
El CO2 procedente del uso de combustibles fósiles causa el 65 % de las emisiones de gases que contribuyen al calentamiento global y otro 11 % procede de las actividades humanas de deforestación y usos agrícolas del suelo, según el Grupo Intergubernamental sobre Cambio Climático.
Todos los organismos vivos en el planeta se dividen en autótrofos, que convierten compuestos inorgánicos en biomasa, y los heterótrofos, como los animales, hongos y la mayoría de las bacterias y protozoos, que dependen de los autótrofos para su nutrición.
Los organismos autótrofos dominan la biomasa terrestre y proveen gran parte de los alimentos y combustibles para los heterótrofos.
Los científicos querían saber “si era posible la transformación en la dieta de la bacteria, de su dependencia del azúcar a la síntesis de toda su biomasa a partir del CO2”, indicó Shmuel Gleizar, otro de los investigadores en este trabajo para el cual emplearon la evolución y adaptación de la bacteria en laboratorio como medio para optimizar el metabolismo.
Así obtuvieron autófrofos que producen biomasa a partir de CO2 como única fuente de carbono a diferencia de los heterótrofos que dependen de xilosa como fuente de carbono para su crecimiento.
“El estudio describe, por primera vez, una transformación exitosa del modo de crecimiento de una bacteria”, dijo Gleizer. “El enseñarle al sistema digestivo de una bacteria que hiciera lo que las plantas hacen fue realmente un logro”, agregó.
Pero el estudio tiene una limitación importante: el consumo de formiato por parte de la bacteria libera más CO2 que el consumido mediante la fijación de carbono y los autores advirtieron que se necesita más investigación antes de que este proceso pueda llevarse a la escala industrial. Informa Agencia EFE.
“Esta hazaña es una poderosa prueba de concepto que abre una nueva y emocionante perspectiva de usar bacterias modificadas para transformar productos que consideramos residuos en combustible, alimentos u otros compuestos de interés”, dice Milo.
“También puede servir como una plataforma para comprender y mejorar mejor las máquinas moleculares que son la base de la producción de alimentos para la humanidad y, por lo tanto, ayudar en el futuro a aumentar los rendimientos en la agricultura”.
Mayor información en: Shmuel Gleizer, Roee Ben-Nissan, Yinon M. Bar-On, et al. «Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2». Cell, Published: 27 November 2019.