04 settembre 2014

Un batterio OGM per produrre propano 

Il patrimonio genetico di Escherichia coli può essere modificato in laboratorio per indurre il microrganismo a sintetizzare propano, un idrocarburo già ampiamente usato nell'autotrazione in forma di GPL. Lo dimostra uno studio che potrebbe aprire la strada a nuovi metodi di produzione industriale di biocombustibili(red)

Per la prima volta, un batterio è stato ingegnerizzato geneticamente per produrre propano in modo rinnovabile. Lo annunciano in un articolo pubblicato su “Nature Communications” Pauli Kallio dell'Università di Turku, in Finlandia, e colleghi dell'Imperial College e dello University College di Londra.

Il mercato globale dei carburanti ha dimensioni enormi: rende conto infatti di circa l'85 per cento del consumo mondiale di energia. Attualmente però il loro costo è abbastanza conveniente, al punto di non rendere remunerativa la ricerca di un'alternativa rinnovabile e competitiva ai derivati del petrolio.

In effetti oggi i biocombustibili, ovvero combustibili ottenuti da materiale organico vegetale o animale non fossile, contribuiscono solo per lo 0,5 per cento alla domanda globale di carburante; nonostante ciò, negli Stati Uniti è giù stato raggiunto il limite di impiego dell'etanolo, uno dei biocombustibili più comuni, usato per l'autotrazione.

Una delle domande che si pongono quindi ricercatori e industrie che operano in questo campo è: quale biocombustibile produrre?

Un batterio OGM per produrre propano 
Microfotografia di E. coli, uno dei batteri più comuni nell'intestino umano (© Dr. Martin Oeggerli/Visuals Unlimited/Corbis) 
La questione rimane spesso irrisolta, perché le richieste chimiche, biologiche, sul fronte della produzione, e ingegneristiche, sul fronte dell'utilizzo, sono molto stringenti.

Una delle proposte più promettenti sembra il propano, un idrocarburo ricavato per distillazione dal petrolio o dal gas naturale che si presenta in forma gassosa a temperatura ambiente. È già diffusamente usato nell'autotrazione nel GPL, una miscela composta da propano e butano, più piccole frazioni di altri idrocarburi insaturi, e nelle bombole per le cucine a gas. Il propano ha il vantaggio di poter essere separato e immagazzinato in forma liquida più agevolmente rispetto ad altri alternative
come idrogeno, metano o butano.

In quest'ultimo studio, Kallio e colleghi sono riusciti a produrre propano in modo rinnovabile sfruttando il metabolismo di un batterio molto comune come Escherichia coli, opportunamente ingegnerizzato in laboratorio.

L'efficienza nella produzione di propano con E. coli era inizialmente bassa, ma è stata migliorata con il tempo fornendo al batterio alcuni componenti biochimici in grado di accelerare le reazioni di biosintesi, fino all'ottenimento di una resa accettabile anche ai fini di un'applicazione industriale.

A questo proposito, è importante sottolineare che il cammino biochimico per la produzione di propano individuato da Kallio e colleghi funziona anche in presenza di ossigeno, il che apre la strada alla sua applicazione ad altri ceppi batterici come i cianobatteri, che sfruttano la radiazione solare come fonte di energia e hanno richieste nutrizionali minime.