Los científicos que estudian el sistema digestivo de un curioso crustáceo que se alimenta de madera han descubierto que puede ser la clave para convertir de manera sostenible la madera en biocombustible.
Gribble son pequeños invertebrados marinos que han evolucionado para desempeñar un papel ecológico importante al comer los abundantes suministros de madera arrastrados al mar desde los estuarios de los ríos.
También pueden ser una especie de amenaza marina, que consumen la madera de embarcaciones y muelles y causan daños considerables en el proceso.
Hasta ahora, la cuestión de cómo las gribas rompen la lignina, el revestimiento altamente resistente que envuelve los polímeros de azúcar que componen la madera, ha sido un misterio.
El equipo de científicos, dirigido por la Universidad de York, estudió el intestino posterior de la corteza y descubrió que las hemocianinas, las mismas proteínas que hacen que la sangre de los invertebrados sea azul, son cruciales para su capacidad de extraer azúcares de la madera.
El descubrimiento lleva a los investigadores un paso más cerca de identificar herramientas más baratas y sostenibles para convertir la madera en combustible con bajo contenido de carbono, una alternativa prometedora a los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo.
Las hemocianinas son un grupo de proteínas mejor conocido por su papel en el transporte de oxígeno en invertebrados de manera similar a la hemoglobina en animales. Mientras que la hemoglobina se une al oxígeno a través de su asociación con átomos de hierro, dando a la sangre su color rojo; las hemocianinas hacen esto con átomos de cobreproduciendo un color azul.
El oxígeno es un químico altamente reactivo, y los gribbles han aprovechado las capacidades oxidativas de las hemocianinas para atacar los enlaces de lignina que mantienen unida la madera.
La investigación, que involucró a equipos de las universidades de York, Portsmouth, Cambridge y Sao Paulo, ha revelado que el tratamiento de la madera con hemocianinas permite liberar más del doble de la cantidad de azúcar, la misma cantidad que se puede liberar cony pretratamientos termoquímicos que consumen energía actualmente utilizados en la industria.
El profesor Simon McQueen-Mason, del Departamento de Biología de la Universidad de York, que dirigió el equipo de investigación, dijo: "Gribble es el único animal que se sabe que tiene un sistema digestivo estéril. Esto hace que su método para la digestión de la madera sea más fácil deestudio que el de otras criaturas que consumen madera, como las termitas, que dependen de miles de microbios intestinales para hacer la digestión por ellos ".
"Hemos encontrado que Gribble mastica madera en pedazos muy pequeños antes de usar hemocianinas para alterar la estructura de la lignina. Las enzimas GH7, el mismo grupo de enzimas utilizadas por los hongos para descomponer la madera, son capaces de penetrar y liberar azúcares".
Con la creciente presión para que se tome una acción global sobre el cambio climático, muchos países están tratando rápidamente de descarbonizar cambiando a fuentes de energía renovables como los biocombustibles.
La biomasa de plantas leñosas es el recurso de carbono renovable más abundante en el planeta y, a diferencia del uso de cultivos alimentarios para producir biocombustibles, su uso no entra en conflicto con la seguridad alimentaria mundial.
El coautor del artículo, el profesor Neil Bruce, del Departamento de Biología, dijo: "A largo plazo, este descubrimiento puede ser útil para reducir la cantidad de energía necesaria para pretratar la madera para convertirla en biocombustible".
"El efecto de mejora de la celulasa de la hemocianina fue equivalente al de los pretratamientos termoquímicos utilizados en la industria para permitir la hidrólisis de la biomasa, lo que sugiere nuevas opciones para la producción de combustibles y productos químicos de base biológica"
El autor principal del informe, el Dr. Katrin Besser, agregó que "es fascinante ver cómo la naturaleza se adapta a los desafíos y este descubrimiento se suma a la evidencia de que las hemocianinas son proteínas increíblemente versátiles y multifuncionales".
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Materiales proporcionado por Universidad de York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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