Con algunos ajustes genéticos, un tipo de bacteria del suelo con apetito por los hidrocarburos se muestra prometedora como una fábrica biológica para convertir una generosidad renovable, pero frustrantemente sin explotar, en un reemplazo de los plásticos omnipresentes.

Investigadores como los de la Universidad de Wisconsin-Madison, Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos financiado por el Departamento de Energía, Con la esperanza de convertir las plantas leñosas en un sustituto del petróleo en la producción de combustibles y otros productos químicos, hemos buscado los azúcares de la celulosa fibrosa que constituye gran parte de las paredes celulares de las plantas.

Gran parte del trabajo de obtener esos azúcares implica eliminar la lignina, un polímero que llena los espacios entre la celulosa y otros componentes químicos en esas paredes celulares.

Eso deja mucha celulosa útil, pero también mucha lignina, que nunca ha tenido mucho valor. Las fábricas de papel han estado quitando la lignina de la madera para fabricar papel durante más de un siglo, y encontrar tan poco valor en la lignina que simplemente se quema en las calderas de las fábricas.

"Dicen que se puede hacer cualquier cosa con lignina excepto dinero, "dice Miguel Pérez, un estudiante graduado de UW-Madison en ingeniería civil y ambiental.

Pero es posible que no conozcan a Novosphingobium aromaticivorans tan bien como él.

Pérez, El profesor de ingeniería civil y ambiental Daniel Noguera y sus colegas de GLBRC y el Wisconsin Energy Institute han publicado en la revista Química verde una estrategia para emplear N. aromaticivorans para convertir la lignina en un producto más valioso.

"La lignina es la fuente más abundante, además del petróleo, de compuestos aromáticos en el planeta, "Noguera dice, como los que se utilizan para fabricar productos químicos y plásticos a partir del petróleo. Pero la molécula de lignina grande y compleja es notoriamente difícil de romper de manera eficiente en partes constituyentes útiles.

Entra la bacteria, que se aisló por primera vez mientras prosperaba en suelos ricos en compuestos aromáticos después de la contaminación por productos derivados del petróleo.

Donde otros microbios eligen y eligen, N. aromaticivorans es un embudo biológico para los aromáticos de la lignina. Es único porque puede digerir casi todas las diferentes piezas de lignina en hidrocarburos aromáticos más pequeños.

"Otros microbios probados antes pueden ser capaces de digerir algunos tipos de aromáticos que se encuentran en la lignina, ", Dice Pérez." Cuando conocimos a este microbio, ya era bueno para degradar una amplia gama de compuestos. Eso hace que este microbio sea muy prometedor ".

En el curso de su proceso de digestión, el microbio convierte esos compuestos aromáticos en 2-pirona-4, Ácido 6-dicarboxílico, más fácilmente conocido como PDC. Al eliminar tres genes de su microbio, los investigadores convirtieron el PDC intermedio en el final de la línea. Estas bacterias manipuladas se convirtieron en un embudo al que van las diferentes piezas de lignina, y del cual fluye el PDC.

Los bioingenieros en Japón han utilizado PDC para fabricar una variedad de materiales que serían útiles para productos de consumo.

"Han descubierto que el compuesto funciona igual o mejor que el aditivo a base de petróleo más común para los polímeros PET, como botellas de plástico y fibras sintéticas, que son los polímeros más comunes que se producen en el mundo. "Dice Pérez.

Sería una alternativa plástica atractiva, una que se descompondría naturalmente en el medio ambiente, y no filtraría compuestos que imitan a las hormonas en el agua, si tan solo el PDC fuera más fácil de conseguir.

"No existe un proceso industrial para hacer eso, debido a que PDC es tan difícil de hacer por las rutas existentes, ", dice Noguera." Pero si fabricamos biocombustibles a partir de celulosa y producimos lignina, algo que solíamos quemar, y podemos convertir la lignina en PDC de manera eficiente, que potencialmente cambia el mercado para el uso industrial de este compuesto ".

Por ahora, la variación diseñada en N. aromaticivorans puede convertir al menos el 59 por ciento de los compuestos potencialmente útiles de la lignina en PDC. Pero el nuevo estudio sugiere un mayor potencial, y Pérez tiene objetivos para una mayor manipulación del microbio.

"Si podemos hacer que esta tubería produzca a un ritmo suficiente, con un rendimiento suficiente, podríamos crear una nueva industria, "Dice Noguera.