Las bacterias y otros microbios pueden producir componentes básicos para los biocombustibles. Desafortunadamente, conseguir que los microbios produzcan suficientes bloques de construcción, lípidos presenta un desafío importante. Los microbios a menudo no alcanzan lo que teóricamente podrían producir. Este estudio examinó variantes mutantes con alto contenido de lípidos de Rhodobacter sphaeroides. Los científicos demostraron que alterar la envoltura celular bacteriana da como resultado más lípidos en relación con la cepa madre.

El conocimiento de los mecanismos que limitan la producción de lípidos microbianos puede revelar nuevas estrategias para aumentar la producción de lípidos. ¿El resultado? Aumento de la viabilidad económica de las alternativas a los combustibles o productos químicos actualmente derivados del petróleo.

Los lípidos microbianos son posibles sustitutos de los combustibles y productos químicos derivados del petróleo; sin embargo, su producción a menudo no alcanza el rendimiento teórico, y se necesitan estrategias de mejora. Investigadores del Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE); la Universidad de Wisconsin-Madison; y el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales (EMSL), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, se basó en su investigación sobre la producción de lípidos microbianos mediante el examen de una nueva clase de mutantes de Rhodobacter sphaeroides que exhibieron una mayor acumulación de lípidos en relación con la cepa madre. Los investigadores utilizaron el microscopio electrónico de transmisión criogénica FEI Tecnai T-12 y el microscopio de fluorescencia de superresolución de iluminación estructurada en EMSL.

Determinaron que los perfiles de sensibilidad química indicaron que los mutantes con alto contenido de lípidos eran sensibles a los fármacos que se dirigen a la envoltura celular. También observaron cambios en la forma celular, lo que sugiere que se podrían utilizar alteraciones no descritas previamente en la envoltura celular bacteriana para aumentar la producción de lípidos. En tono rimbombante, un subconjunto de los mutantes con alto contenido de lípidos secretaba lípidos. Dos mutantes acumularon aproximadamente el 60 por ciento de sus lípidos totales extracelularmente, potencialmente permitiendo una fácil recuperación de un producto de un biorreactor.

Cuando una de las cepas con mayor secreción de lípidos se cultivó en un biorreactor de lote alimentado, su contenido de lípidos era comparable al de los microbios oleaginosos, definidos como aquellos que acumulan 20 por ciento o más de su peso de células secas como lípidos. El conocimiento de los mecanismos biológicos que limitan la producción de lípidos puede informar nuevas estrategias de crecimiento e ingeniería genética y permitir que esta importante clase de moléculas se adopte como combustibles o productos químicos a mayor escala.