Bacteria E. coli a para fazer combustíveis
Cepas de E. coli bactérias foram projetados para digerir a biomassa switchgrass e sintetizar seus açúcares em gasolina, diesel e combustível para jatos.
Em marco foi alcançado um feito importante no caminho para o desenvolvimento de biocombustíveis avançados, que podem substituir a gasolina, diesel e combustíveis para aviação, produzidos domesticamente, limpos, verde e renováveis.
Pesquisadores do Departamento de Energia dos EUA (DOE) Joint BioEnergy Institute (JBEI) projetaram as primeiros cepas de Escherichia coli bactérias que podem digerir a gramínea switchgrass (panicum virgatum) e sintetizar seus açúcares em todos esses três combustíveis de transporte. Além do mais, os micróbios são capazes de fazer isso sem a ajuda de enzimas, (que normalmente servem como aditivos para a transformação).
"Este trabalho mostra que podemos reduzir uma das partes mais caras do processo de produção de biocombustíveis, a adição de enzimas para despolimerizar celulose e hemicelulose em açúcares fermentáveis", afirma Jay Keasling, CEO da JBEI e líder da pesquisa. "Isso nos permitirá reduzir custos de produção de combustível, consolidando duas etapas-depolymerizing celulose e hemicelulose em açúcares e fermentar os açúcares em combustíveis, em uma única etapa ou uma operação ."
Keasling, que também é do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) e da Universidade da Califórnia (UC) Berkley, é o autor de um artigo no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), que descreve este trabalho. O documento é intitulado "Síntese de três biocombustíveis avançados de líquidos iônicos pré-tratamento switchgrass usando engenharia de Escherichia coli. " (para os mais aventureiros)
Biocombustíveis avançados feitos a partir da biomassa lignocelulósica de culturas não-alimentares e resíduos agrícolas, acredita-se rque represente a melhor fonte de combustíveis renováveis de líquidos para transporte. Ao contrário do etanol, que neste país (EUA) é produzido a partir de amido de milho, estes biocombustíveis avançados podem substituir a gasolina em uma base galão-por-galão, e eles podem ser usados em motores e infra-estruturas de hoje . O maior obstáculo para (a utilização) de biocombustíveis avançados é trazer o custo de produção desses combustíveis para baixo, de modo que sejam economicamente competitivos.
Ao contrário dos açúcares simples em grãos de milho, a celulose e hemicelulose da biomassa de plantas são difíceis de extrair em parte porque eles estão embutidos em um material resistente chamado lignina. Uma vez extraído, esses açúcares complexos que devem primeiro ser convertidos ou hidrolisados em açúcares simples (para depois serem) sintetizados em combustíveis. No JBEI, um Centro de Pesquisa em Bioenergia do DOE liderado pelo Berkeley Lab, uma abordagem tem sido a de pré-tratamento da biomassa com um líquido iônico (sal fundido) para dissolvê-lo, e então projetar/desenvolver um único microorganismo que tanto pode digerir a biomassa e produzir hidrocarbonetos dissolvidos, que têm as propriedades dos combustíveis petroquímicos.
"Nosso objetivo foi colocar a química o máximo que pudemos nos micróbios", diz Keasling. "Para os biocombustíveis avançados isto requer um micróbio com capacidade para a produção de hidrocarbonetos e para a degradação de biomassa para secretar enzimas, que hidrolisam eficientemente a celulose e a hemicelulose. Nós já foram capazes de engendrar cepas de Escherichia coli que podem utilizar tanto a celulose como frações de hemicelulose de switchgrasses, pré-tratadas com líquidos iônicos. "
As bactérias E. coli normalmente não podem crescer em switchgrass, mas os pesquisadores JBEI mnodificaram cepas da bactéria para expressar várias enzimas que lhes permitem digerir a celulose e a hemicelulose e usar uma ou a outro para o crescimento. Essas cepas celuilolíticas e hemiceluloliticas de E. coli , podem ser combinadas como co-culturas numa amostra de switchgrass, foram ainda concebidas com três vias metabólicas que permitiram que a E. coli produzia combustível substituto ou moléculas precursoras adequadas para a gasolina, diesel e motores a jato.
Enquanto isso não é a primeira demonstração de E. coli produzir gasolina e diesel a partir de açúcares, é a primeira demonstração de E. coli produzindo as três formas de combustíveis. Além disso, foi feito usando switchgrass, que está entre as matérias-primas mais faladas das matérias-primas potenciais para biocombustíveis avançados.
Gregory Bokinsky, um pesquisador pós-doutorado com o grupo JBEI da biologia sintética e autora do PNAS papel, explica que o pré-tratamento da switchgrass com líquidos iônicos foi essencial para esta demonstração.
"A magia está pré-tratamento com o líquido iônico ", diz Bokinsky. "Se for bem otimizado, eu suspeito que você poderia usar o líquido iônico para pré-tratamento em qualquer biomassa vegetal e torná-la facilmente digerível por micróbios. Para nós, foi a combinação de biomassa a partir do pré-tratamento líquido iônico com a engenharia de E. coli que permitiu que o nosso sucesso . "
(Que trabalho interessante!!! Certamente vai dar o que falar e ter continuidade)
http://www.rdmag.com/News/2011/Energy-Biofuels-E-Coli-Bacteria-Engineered-To-Make-Transportation-Fuels/
.
