{"id":131469,"date":"2012-02-10T10:16:18","date_gmt":"2012-02-10T09:16:18","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131469"},"modified":"2012-02-10T10:24:59","modified_gmt":"2012-02-10T09:24:59","slug":"biocombustibles-a-traves-de-la-biotecnologia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2012\/02\/10\/131469","title":{"rendered":"Biocombustibles a trav\u00e9s de la Biotecnolog\u00eda"},"content":{"rendered":"

El desarrollo de nuevos procesos f\u00edsicos, qu\u00edmicos y biotecnol\u00f3gicos deber\u00e1 encaminarse hacia la producci\u00f3n de biocombustibles de nueva generaci\u00f3n a partir de materias primas de menor coste, mayor disponibilidad y m\u00e1s sostenibles. En este sentido, se ha conseguido modificar gen\u00e9ticamente una bacteria de la especie Escherichia coli<\/em> capaz de fermentar la biomasa de macroalgas pardas y producir etanol. Este desarrollo biotecnol\u00f3gico abre la puerta a la utilizaci\u00f3n de materias primas renovables alternativas ya que hasta el momento este tipo de biomasa no pod\u00eda ser metabolizada por microorganismos industriales en la producci\u00f3n de etanol.<\/p>\n

\u00a0Autor: [L. Fernando Bautista Santa Cruz-Universidad Rey Juan Carlos]<\/strong><\/p>\n

\u00a0Si bien los biocombustibles de primera generaci\u00f3n (aquellos obtenidos a partir de materias primas que compiten directamente con el mercado alimentario o indirectamente a trav\u00e9s del uso de suelo agr\u00edcola) han permitido establecer una base cient\u00edfica, tecnol\u00f3gica e industrial para este tipo de energ\u00eda, es preciso sustituir el modelo productivo generado debido, entre otros factores, a problemas y limitaciones de sostenibilidad y disponibilidad de las materias primas. Un paso adelante supone la utilizaci\u00f3n de materias primas residuales de bajo coste y amplia distribuci\u00f3n geogr\u00e1fica. A este respecto, los materiales lignocelul\u00f3sicos suponen una l\u00ednea de desarrollo que est\u00e1 centrando el inter\u00e9s de numerosas investigaciones. Sin embargo, la degradaci\u00f3n de su estructura es dif\u00edcil y requiere un consumo energ\u00e9tico elevado para obtener az\u00facares fermentables que puedan ser utilizados por microorganismos para producir etanol o acumular l\u00edpidos. Es, por tanto, prioritario el desarrollo de nuevos procesos f\u00edsicos, qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos que permitan la despolimerizaci\u00f3n de los componentes de los materiales lignocelul\u00f3sicos, especialmente de la lignina, para su aprovechamiento en la producci\u00f3n de biocombustibles de nueva generaci\u00f3n.<\/p>\n

\u00a0Debido a su capacidad de fijar CO2<\/sub>, las microalgas se han visto como una alternativa atractiva y sostenible para la producci\u00f3n de biocombustibles a trav\u00e9s de la acumulaci\u00f3n de l\u00edpidos transformables en biodi\u00e9sel. Sin embargo, una de las principales barreras para su viabilidad econ\u00f3mica y sostenibilidad ambiental reside en el gasto energ\u00e9tico que supone la concentraci\u00f3n y secado de esta biomasa. Por otra parte, las macroalgas no han sido consideradas de manera significativa como posible materia prima para la producci\u00f3n de biocombustibles debido a su elevado contenido de agua y baja acumulaci\u00f3n de l\u00edpidos transformables en biodi\u00e9sel u otro biocombustible. Adem\u00e1s, el componente m\u00e1s abundante en la biomasa de este tipo de algas es el alginato, no existiendo microorganismos industriales capaces de metabolizarlo para producir etanol.<\/p>\n

\u00a0En un trabajo [1] recientemente publicado en la revista Science<\/a>, investigadores del Bio Architecture Lab<\/a> (Berkeley, CA, EEUU) han conseguido una cepa de la bacteria Escherichia coli<\/em> gen\u00e9ticamente modificada que realiza este proceso. Para lograrlo, los autores identificaron a la bacteria Pseudoalteromonas<\/em> sp. como microorganismo productor de alginato liasa, una enzima capaz de transformar el pol\u00edmero alginato en fragmentos de 2, 3 y 4 unidades monom\u00e9ricas. As\u00ed, introdujeron en E. coli<\/em> el gen que codifica la mencionada enzima junto con el de una prote\u00edna transportadora que conduce la alginato liasa a trav\u00e9s de la membrana hasta el exterior celular. All\u00ed, el alginato se hidroliza por la acci\u00f3n de la enzima, produciendo olig\u00f3meros de peque\u00f1o tama\u00f1o. A continuaci\u00f3n se modific\u00f3 de nuevo la bacteria E. coli<\/em> con los genes de la bacteria marina Vibrio splendidus<\/em>. Estos son necesarios para proveer a la bacteria modificada de un sistema de transporte de los olig\u00f3meros producidos hasta el interior celular y su posterior metabolizaci\u00f3n para transformarlos en mol\u00e9culas m\u00e1s sencillas tales como piruvato. Finalmente, la bacteria E. coli<\/em> se modific\u00f3 de nuevo a\u00f1adiendo los genes correspondientes a la ruta metab\u00f3lica de Zymomonas mobilis<\/em> para la producci\u00f3n de etanol a partir de piruvato. Z. mobilis<\/em> es una bacteria originalmente aislada del jugo de la ca\u00f1a de az\u00facar fermentada.<\/p>\n

\u00a0La cepa de E. coli<\/em> resultante de las transformaciones gen\u00e9ticas descritas se emple\u00f3 para la fermentaci\u00f3n de la biomasa de una alga parda, Saccharina japonica<\/em>, alcanzando una concentraci\u00f3n final de etanol cercana al 5%v\/v, similar a la que se alcanza en la producci\u00f3n de etanol mediante fermentaci\u00f3n de material lignocelul\u00f3sico con Saccharomyces cerevisiae<\/em>. De esta forma, seg\u00fan los autores del trabaja, para un cultivo a gran escala de algas, la productividad de etanol puede llegar a 19000 l\/ha\/a\u00f1o, es decir, el doble que la alcanzada mediante ca\u00f1a de az\u00facar y 5 veces superior a la correspondiente al ma\u00edz.<\/p>\n

\u00a0La implantaci\u00f3n de biocombustibles de nueva generaci\u00f3n, m\u00e1s econ\u00f3micos, competitivos y sostenibles desde el punto de vista social y ambiental precisa del desarrollo concurrente de nuevos procesos f\u00edsicos, qu\u00edmicos y biotecnol\u00f3gicos, participando todos ellos de forma complementaria y sin\u00e9rgica. De esta forma, ser\u00eda conveniente emplear la tecnolog\u00eda y las materias primas m\u00e1s adecuadas en cada lugar y en cada contexto geogr\u00e1fico, socioecon\u00f3mico, t\u00e9cnico y medioambiental.<\/p>\n

Referencia<\/span>:<\/p>\n

[1] A.J. Wargacki et al. (2012). An engineered microbial platform for direct biofuel production from brown macroalgae. Science<\/em>, 335, 308-313.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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