Un especialista asistente de investigación en el Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos GLBRC ha diseñado una nueva cepa de levadura que podría mejorar la eficiencia de producir combustible a partir de biomasa celulósica, como la hierba de cambio.
Tanto la cepa de levadura como el método de su diseño podrían ayudar a superar un cuello de botella significativo en la tubería de biocombustibles, a saber, que los solventes poderosos tan buenos para descomponer la biomasa también a veces dificultan el siguiente paso crítico del proceso, la fermentación.
El autor principal Quinn Dickinson, especialista en investigación en el Instituto de Energía de Wisconsin de la Universidad de Wisconsin-Madison y GLBRC, y el autor principal Jeff Piotrowski, hasta hace poco científico de GLBRC, enfocaron sus esfuerzos en líquidos iónicos, solventes que pueden deconstruir diferentes tipos debiomasa en corrientes relativamente puras de azúcar de la planta pero que también son tóxicas para el tipo de microorganismos que fermentan esos azúcares en combustible.
"Los líquidos iónicos son una tecnología particularmente prometedora para la deconstrucción de la biomasa, pero su toxicidad para los microbios fermentativos ha planteado un desafío", dice Piotrowski, ahora científico principal de Yumanity Therapeutics en Massachusetts. "Para aprovechar realmente el poder de este solvente, ypara permitir una economía de base biológica: necesitamos microbios diseñados específicamente para tolerar la toxicidad específica de los líquidos iónicos ".
Usando una técnica llamada genómica química, Dickinson y Piotrowski se propusieron diseñar una cepa de levadura que pudiera tolerar líquidos iónicos. Al identificar una serie de genes en una cepa de levadura industrialmente relevante que, cuando se eliminaba, o bien la levadura se volvía sensible a los líquidos iónicoso resistentes a ellos, pudieron comprender la naturaleza precisa de la toxicidad de los líquidos iónicos para la levadura.
Esta información los guió para diseñar con éxito una nueva cepa de levadura que no solo muestra resistencia a los líquidos iónicos, sino que también mejora la conversión de azúcar y la producción de biocombustibles. Dado que eliminar el líquido iónico residual después de la deconstrucción es un paso adicional que conlleva un gasto adicional, la nueva cepa poren sí mismo podría reducir los costos de hacer biocombustibles.
Y, sin embargo, la nueva cepa de levadura es realmente solo una parte del hallazgo. La técnica que utilizaron para llegar allí, el biodiseño guiado por la genómica química, es igualmente novedosa y rica en potencial para futuras aplicaciones.
"Lo que este trabajo muestra más ampliamente es que podemos usar la genómica química para diseñar rápidamente nuevas cepas de levadura en respuesta a cualquier nuevo compuesto químico, o cualquier nuevo solvente usado como parte de una nueva tecnología de bioconversión", dice Dickinson.
El GLBRC es uno de los tres Centros de Investigación de Bioenergía del Departamento de Energía creados para lograr avances transformadores y construir la base de la nueva tecnología de biocombustibles celulósicos. Pero Piotrowski señala que la técnica de biodiseño podría ser útil más allá del ámbito de los biocombustibles.
"Drogas y productos químicos verdes, muchos de estos productos también se producen con levadura y otros microbios de ingeniería", dice. "Este enfoque proporciona un paradigma para la tolerancia de ingeniería que también podría mejorar el proceso de fabricación de esos productos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Krista Eastman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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