Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto Conjunto de BioEnergía del Departamento de Energía (JBEI), con sede en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), demuestra la importancia de las comunidades microbianas como fuente de enzimas estables que podrían usarse para convertir plantas en biocombustibles.

El estudio, publicado recientemente en la revista Microbiología de la naturaleza , informes sobre el descubrimiento de nuevos tipos de celulasas, enzimas que ayudan a descomponer las plantas en ingredientes que pueden usarse para fabricar biocombustibles y bioproductos. Las celulasas se cultivaron a partir de un microbioma. El uso de una comunidad microbiana se aparta del enfoque que se suele adoptar de utilizar organismos aislados para obtener enzimas.

Los científicos primero estudiaron la colección de animales microbianos presentes en unas pocas tazas de abono municipal. El análisis metagenómico del microbioma realizado en el DOE Joint Genome Institute (JGI) ayudó a revelar que el 70 por ciento de la actividad enzimática se originó a partir de celulasas producidas por un grupo de bacterias no cultivadas en el compost. Descubrieron que las enzimas descomponen fácilmente la celulosa de la biomasa vegetal en glucosa a temperaturas de hasta 80 grados Celsius.

"Aquí estamos cultivando una comunidad completa de microbios para acceder a enzimas que no pudimos obtener de los aislados, "dijo el investigador principal del estudio, Steve Singer, científico senior de la División de Ingeniería y Sistemas Biológicos de Berkeley Lab y director de Descubrimiento de Microbios y Enzimas en JBEI. "Algunos microbios son difíciles de cultivar en un laboratorio. Estamos cultivando microbios que viven en comunidades, como ocurren en la naturaleza, lo que nos permite ver cosas que no vemos cuando están aisladas. Esto abre la oportunidad de descubrir nuevos tipos de enzimas que solo son producidas por microbios en las comunidades ".

La población bacteriana, Candidatus Reconcilibacillus cellulovorans, produjo celulasas que se organizaron en complejos de carbohidrato-proteína notablemente robustos, una estructura nunca antes observada en aislamientos. La estabilidad de los nuevos complejos de celulasa los hace atractivos para aplicaciones en la producción de biocombustibles. dijeron los autores del estudio.

"Las enzimas persisten, incluso después de una disminución en la abundancia de bacterias, "dijo Singer, que comparó la comunidad microbiana con los iniciadores de masa madre fermentados a partir de levaduras silvestres y bacterias amigables. "Mantuvimos el cultivo de la comunidad microbiana durante más de tres años en el laboratorio".

Esta estabilidad es una ventaja clave sobre otras celulasas que se degradan más rápidamente a altas temperaturas. dijeron los investigadores.