Il team di ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell'Università della California ha trovato un nuovo modo per produrre composti carboniosi sostenibili attraverso l'ingegnerizzazione di batteri. La scoperta, pubblicata sulla rivista di scienze Nature, utilizza i batteri per combinare reazioni enzimatiche naturali con una reazione chiamata "trasferimento di carbene" che non si trova in natura. Ciò potrebbe aiutare a ridurre le emissioni industriali, offrendo alternative sostenibili ai processi chimici che attualmente dipendono dai combustibili fossili.
Carbeni
Carbeni, composti altamente reattivi a base di carbonio, sono stati utilizzati per decenni nella produzione di carburanti, farmaci e sostanze chimiche. Tuttavia, queste reazioni richiedevano l'uso di sostanze chimiche costose e di piccole quantità in provetta. Il nuovo studio ha trovato un modo per sostituire questi costosi reagenti chimici con prodotti naturali prodotti attraverso un ceppo di batteri ingegnerizzati di Streptomyces.
Il vantaggio dei batteri ingegnerizzati nella produzione sostenibile di composti chimici
Durante gli esperimenti al Joint BioEnergy Institute, i ricercatori hanno osservato il batterio ingegnerizzato mentre metabolizzava e convertiva gli zuccheri in precursori del carbene e substrato di alchene.
Il batterio ha anche espresso un enzima P450 evoluto che ha utilizzato quei composti per produrre ciclopropani, molecole ad alta energia che potrebbero essere utilizzate nella produzione sostenibile di nuovi composti bioattivi e biocarburanti avanzati.
I benefici della riduzione delle emissioni di gas serra nell'industria chimica
La riduzione delle emissioni di gas serra è un obiettivo critico per limitare il riscaldamento globale. Secondo altri ricercatori del Berkeley Lab, circa il 50% delle emissioni di gas serra proviene dalla produzione di sostanze chimiche, acciaio e cemento.
Ridurre il riscaldamento globale di 1,5 gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali richiederà una drastica riduzione delle emissioni di gas serra entro il 2030.
Ostacoli tecnologici da superare prima dell'utilizzo su larga scala
La ricerca sui batteri per produrre composti chimici sostenibili potrebbe diventare una soluzione importante in questo senso. Tuttavia, i ricercatori avvertono che ci sono ancora molti ostacoli tecnologici da superare prima che questa tecnologia diventi utilizzabile su larga scala. Ciò include l'ottimizzazione dei ceppi di batteri ingegnerizzati, la riduzione dei costi e l'aumento dell'efficienza del processo.
La scoperta di una nuova via nel metabolismo batterico potrebbe portare a importanti progressi nella decarbonizzazione dell'industria chimica e della produzione di carburanti, offrendo una soluzione sostenibile per ridurre le emissioni di gas serra. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide da superare prima che questa tecnologia possa essere utilizzata su larga scala.
