Avances en generación de biocombustibles usando microorganismos

La respuesta a la posible crisis energética a la que nos podemos enfrentar en los años venideros pudiera encontrarse utilizando microorganismos para la producción de combustibles. Los microorganismos, desde bacterias hasta hongos o microalgas, son factorías biológicas que pueden servir como alternativas a los combustibles fósiles para la generación de combustibles de acuerdo a los últimos avances presentados en el Congreso de la Sociedad Americana de Microbiología celebrado en Boston los pasados 1 y 3 de Junio.

[R. M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

Los biocombustibles se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles debido a su carácter renovable y a su menor impacto ambiental. De entre ellos, el etanol es uno de los combustibles alternativos con mayor crecimiento en producción en los últimos años.  La mayoría del etanol producido en la actualidad deriva de la fermentación de  azúcares fácilmente extraíbles del cereales (maíz, cebada,..), caña de azúcar,…. Recientemente se ha comenzado a cuestionar la producción de etanol a partir de estos precursores ya que se considera causa tanto de la subida de precios de alimentos como de la pérdida de de ecosistemas naturales por su transformación en tierras para cultivo. Para evitar estos inconvenientes se están realizando investigaciones con el fin de encontrar fuentes naturales alternativas para la producción de etanol mediante la utilización de microorganismos. De entre las fuentes naturales alternativas para la producción de etanol, la biomasa lignocelulósica aparece como una de las más adecuadas. La biomasa lignocelulósica incluye residuos forestales y agroindustriales (serrines, restos molienda, fabricación papel,…). El problema asociado al tratamiento de este tipo de biomasa es que, a diferencia de los cereales o la caña de azúcar, los azúcares necesarios para la fermentación se encuentran polimerizados dentro de la estructura de la lignocelulosa. Govind Nadathur y col. de la Universidad de Puerto Rico han investigado en diferentes ecosistemas para encontrar microorganismos que ayuden a extraer los azúcares de las lignocelulosas. Como resultado de sus investigaciones han obtenido una librería de enzimas aplicables para la ruptura de la biomasa lignocelulósica en azúcares para su transformación en etanol mediante fermentación. Los autores se encuentran en la actualidad trabajando con la compañía Sustainaible Agrobiotech para llevar a cabo una experiencia que dará comienzo en el año 2009 para evaluar la viabilidad de sus prometedores desarrollos a nivel de planta piloto.

También han destacado en el congreso los desarrollos alcanzados en lo que podría considerarse como el “santo grial” de los sistemas energéticos del futuro: la obtención de hidrógeno a partir de agua y luz solar. P. C. Maness y col. del National Energy Laboratory de Colorado (EEUU) se encuentran investigando la aplicación de cianobacterias que permitan utilizar la luz solar para romper la molécula de agua en sus componentes hidrógeno y oxígeno. El problema al que se enfrentan los investigadores es superar la sensibilidad al oxígeno co-generado que presentan las enzimas hidrogenasas que utilizan las cianobacterias para romper el agua lo que hace que la producción sostenida de hidrógeno sea extremadamente dificultosa. Para solucionarlo, Maness y sus colaboradores han identificado los genes de un tipo de bacterias (bacterias púrpura no sulfurosas) que poseen enzimas hidrogenasas tolerantes al oxígeno. A partir de ello, los investigadores se encuentran en la fase de modificación de los genes mediante clonación de las cianobacterias para lograr  mejorar su sensibilidad al oxígeno cogenerado durante el proceso de ruptura del agua. A pesar de que será en los próximos años cuando verificarán si los genes han sido incorporados con éxito en el genoma de las cianobacterias, la idea que fundamenta la línea de investigación es muy prometedora ya que puede permitir el disponer de una nueva generación de microorganismos capaces de lograr generar de hidrógeno a partir de agua utilizando luz solar procedimiento que es, sin duda, la tecnología más prometedora sobre la que basar sistemas energéticos sostenibles de futuro.