18.11.2021 - Technische Universität Wien

Las bacterias como héroes del clima

Economía circular para el CO2

Para establecer una economía circular neutra en carbono en el futuro, se necesitan tecnologías que utilicen el dióxido de carbono como materia prima. En forma de formiato, elCO2 puede ser metabolizado por ciertas bacterias.

Los acetógenos son un grupo de bacterias que pueden metabolizar el formiato. Por ejemplo, forman ácido acético, una importante sustancia química básica. Si se manipularan estas bacterias para producir etanol o ácido láctico, se podría realizar una economía circular completa para el gas de efecto invernaderoCO2. Para que el proceso sea sostenible, elCO2 se extrae directamente del aire y se convierte en formiato utilizando energía renovable.

Para averiguar cómo puede utilizar exactamente el formiato la Acetobacterium woodii(abreviado: A. woodii), un equipo dirigido por Stefan Pflügl, del Instituto de Ingeniería Química, Medioambiental y de Biociencias de la Universidad Técnica de Viena, investigó cómo metaboliza la bacteria varios sustratos, incluido el formiato. Además, los investigadores utilizaron un modelo metabólico para estudiar cómo se podría modificar genéticamente A. wood ii para que produjera sustancias distintas del ácido acético.

Economía circular para elCO2

"La economía del futuro debe ser neutra en carbono", exige Stefan Pflügl. Sin embargo, dado que el carbono es un componente importante de muchos productos -como el combustible o los plásticos-, elCO2 existente debe reciclarse y volver al ciclo. Una forma climáticamente neutra de hacerlo es capturar elCO2 directamente del aire y convertirlo en formiato con la ayuda de energía renovable. Este compuesto de carbono, oxígeno e hidrógeno puede ser, en última instancia, un elemento básico de la bioeconomía. Las ventajas del formiato son que es fácil de transportar y puede utilizarse de forma flexible para la producción de productos químicos y combustibles. Estas sustancias pueden producirse con la ayuda de bacterias acetogénicas que se alimentan de compuestos de carbono y producen ácido acético a partir de ellos.

Reciclaje de formiato por A. woodii

Para utilizar acetógenos para la producción de materias primas, es necesario comprender su metabolismo y fisiología. Aunque A . wood ii es un organismo modelo, lo que significa que la bacteria ya ha sido ampliamente estudiada, el equipo de investigación quería hacer una observación comparativa. Así, Stefan Pflügl y su equipo investigaron cómo afectan al metabolismo de A. woodii sustratos como el formiato, el hidrógeno, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono o la fructosa.

"La mayor diferencia, causada por los distintos sustratos, es la cantidad de energía que obtiene A. wood ii", observa Stefan Pflügl. Lo explica de la siguiente manera: "Los acetógenos son verdaderos artistas de la supervivencia que también pueden metabolizar sustratos como el CO, elCO2 o el formiato. Esto se debe a que los acetógenos utilizan la que probablemente sea la vía metabólica más antigua para la fijación deCO2. Así, también consiguen producir suficiente energía para sobrevivir en condiciones extremas y a partir de fuentes de alimentación alternativas".

Esto significa que los acetógenos no sólo son capaces de utilizar elCO2, sino que además lo hacen de forma muy eficiente. Por lo tanto, sólo es necesario gastar poca energía para convertirel CO2 en formiato, que a su vez se convierte en el ácido acético químico básico.

Sustitución de productos derivados del petróleo

Para aprovechar todo el potencial de A. woodii, los investigadores también estudiaron cómo se puede modificar genéticamente la bacteria para que produzca etanol o ácido láctico en lugar de ácido acético. Mientras que el etanol constituye la base del combustible, el ácido láctico puede utilizarse para producir plásticos biodegradables. De este modo, las sustancias derivadas del petróleo podrían ser sustituidas por alternativas más sostenibles. "No sólo sería en el sentido de la bioeconomía, sino que elCO2 y el monóxido de carbono, que se producen durante la combustión del combustible o del plástico, también podrían reciclarse al producto original", prevé Stefan Pflügl.

El estudio, que se ha publicado en la revista "Metabolic Engineering", proporciona así información sobre lo que pueden hacer los acetógenos como A. woodii en determinadas condiciones. Basándose en los datos experimentales y utilizando un modelo, los investigadores también desarrollaron estrategias sobre cómo A. woodii puede ser manipulado genéticamente y utilizado para la producción de otras sustancias.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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