Los investigadores han copiado la forma en que los organismos producen sustancias químicas tóxicas sin dañarse a sí mismos, allanando el camino para una producción de combustibles y químicos más ecológica.

La nueva técnica, iniciada por científicos del Imperial College de Londres, podría reducir la necesidad de utilizar combustibles fósiles para crear productos químicos, plástica, fibras y combustibles.

En la actualidad, muchos productos químicos útiles se producen a partir de combustibles fósiles, que requieren minería, son de oferta limitada, e interrumpir el ciclo del carbono. Una alternativa es diseñar microorganismos como Escherichia coli ( E. coli ) y cianobacterias para producir de forma más sostenible los productos químicos directamente a partir del dióxido de carbono atmosférico.

Sin embargo, muchos de los productos químicos que se pueden producir de esta manera son tóxicos para los microorganismos, reduciendo su capacidad para producir grandes cantidades de forma rentable.

Ahora, copiando la forma en que los organismos naturales tratan sus propios productos químicos tóxicos, Los investigadores han demostrado que las bacterias pueden programarse para producir sustancias químicas sin dañar también el crecimiento.

Este concepto podría utilizarse para producir productos químicos útiles, plásticos e incluso combustibles, lo que podría reducir aún más la necesidad de combustibles fósiles y ayudar a minimizar el cambio climático. La nueva técnica y una primera prueba de concepto se publican hoy en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

El investigador principal Dr. Patrik Jones, del Departamento de Ciencias de la Vida en Imperial, dijo:"Miramos lo que la naturaleza ya hace, por su propio beneficio, y aplicó la idea a la biotecnología, para nuestro beneficio ".

Los organismos como las plantas y las levaduras a veces producen sustancias químicas que son tóxicas para ellos. para guardarlos de forma segura, hacen pequeñas modificaciones a los productos químicos para hacerlos inofensivos. Los productos químicos resultantes se conocen como 'derivados', y se puede devolver al original, forma tóxica a través de una química relativamente simple.

El equipo tomó esta idea y utilizó la ingeniería genética para programar E. coli y cianobacterias para producir 1-octanol, un químico utilizado actualmente en perfumes, que es tóxico para las bacterias. Luego agregaron un conjunto adicional de instrucciones para E. coli por lo que produciría dos derivados diferentes de 1-octanol que son ambos menos dañinos.

Los investigadores dicen que si esto se ampliara para sistemas industriales, las bacterias manipuladas producirían el derivado no tóxico del 1-octanol, que luego se recuperaría y volvería a transformar químicamente en 1-octanol, Listo para usar.

El equipo descubrió que su sistema producía 1-octanol sin afectar el crecimiento de las bacterias. También encontraron que el sistema producía más 1-octanol que un sistema sin el paso de derivatización, lo que creen que está relacionado con el hecho de que el derivado no solo es menos tóxico sino también más soluble en el agua o disolvente circundante.

El Dr. Jones dijo:"Una sustancia química más soluble puede alejarse de las células más rápido, donde es menos probable que interfiera con cualquiera de los procesos de las bacterias ".

Ahora el equipo ha mostrado el concepto de crear derivados utilizando microorganismos programados, quieren configurar un sistema completo, desde la producción del derivado hasta la recuperación del producto químico deseado.

Esto les ayudará a perfeccionar el proceso, y potencialmente ampliarlo para su uso en entornos industriales.