Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y la Universidad de Georgia desarrollaron una nueva técnica de ingeniería genética para mejorar drásticamente la capacidad de una enzima para descomponer la biomasa.

El nuevo método Evolución por amplificación y biología sintética (EASy), permitió a los científicos acelerar la evolución de los rasgos deseables de un microorganismo. Esta técnica condujo a la fusión inusual de enzimas de dos especies diferentes de bacterias y contribuyó al uso emergente de microbios para convertir la lignina. un componente importante de la biomasa vegetal, en productos químicos valiosos.

El método EASy permite la incorporación consecutiva de cientos de copias de un gen, que contiene el código de una enzima específica, en una célula. Esta región de ADN repetitivo proporciona a la célula un medio para experimentar una evolución acelerada de este gen. En última instancia, esto puede conducir a la generación de enzimas de rendimiento superior.

"Podemos hacer muchos, muchos cambios aleatorios e identificar aquellos que son de interés utilizando la evolución, "dijo Christopher Johnson, biólogo molecular del Centro Nacional de Bioenergía de NREL y coautor del nuevo artículo, "Acelerar la evolución de la vía mediante el aumento de la dosis de genes de los segmentos cromosómicos".

Publicado en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , Graham Dominick, de NREL, es coautor del artículo. Emily Fulk, Paval Khanna, Jeffrey Linger, y Gregg Beckham, y Melissa Tumen-Velasquez de la Universidad de Georgia, Alaa Ahmed, Sarah Lee, Alicia Schmidt, Mark Eiteman, y Ellen Neidle.

Los investigadores insertaron ADN que codifica la enzima GcoA de la bacteria Amycolatopsis en otra bacteria, Acinetobacter baylyi ADP1, colocándolo adyacente al gen que codifica la enzima CatA. La técnica EASy resultó en la fusión inusual de dos genes en un solo gen que codifica una enzima quimérica.

El rasgo proporcionado por esta enzima quimérica fue la capacidad de convertir de manera más eficiente un componente de la lignina, una parte particularmente resistente de la biomasa vegetal, en combustibles, y un precursor de plásticos como la lignina de nailon comprende aproximadamente el 30 por ciento de la biomasa.

"Es una cuestión de eficiencia de conversión, ", dijo Linger." Si no está usando ese 30 por ciento, lo estás tirando. Estamos tratando de capturar ese 30 por ciento ".