"Súper enzima" de bacteria puede convertir residuos en biocombustible
Investigadores del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales (CNPEM) publican este jueves (13), en la revista Nature, el proceso y el potencial de un biocatalizador aislado a partir de bacterias del suelo brasileño, llamado CelOCE (por sus siglas en inglés, Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme).
Las muestras provienen de áreas normalmente cubiertas por bagazo de caña de azúcar, y las bacterias analizadas no pasaron por una “fase de laboratorio” de selección y creación. La investigación abarcó desde la bioprospección, en la que se identificaron microorganismos con potencial, hasta la producción de la enzima a escala industrial en la planta piloto del CNPEM. La enzima ya ha sido patentada y está en proceso de obtención de licencia para uso industrial. Su aplicación en el sector productivo podría comenzar entre uno y cuatro años después de la concesión de la licencia, dependiendo de la tecnología utilizada en su desarrollo.
El hallazgo de estas bacterias no fue un accidente, sino parte de los resultados del programa de mapeo genético de la vida microbiana de la biodiversidad brasileña, llevado a cabo por el CNPEM en colaboración con socios nacionales e internacionales. Un esfuerzo similar permitió el aislamiento de compuestos con potencial uso médico a partir de bacterias en una unidad de conservación en la Amazonía. Esta investigación contó con la colaboración del Instituto Nacional de Investigación para la Agricultura, la Alimentación y el Medio Ambiente de Francia (INRAE, de la Universidad Aix-Marseille) y la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU).
El método empleado para identificar la CelOCE también podría aplicarse en otras condiciones y revelar compuestos con potencial para el reciclaje en la industria petroquímica y del plástico. En cierto modo, se trata de “espiar” a las bacterias y replicar sus soluciones.
La CelOCE es una enzima muy pequeña, compuesta por solo 115 aminoácidos, lo que la hace más sencilla de modificar en laboratorio que las enzimas utilizadas actualmente. Esta “flexibilidad” es una de las razones por las que el equipo del CNPEM la considera un avance con el potencial de transformar la cadena de producción basada en biomasa. Su uso podría extenderse a la producción de combustibles y productos derivados de la petroquímica, como plásticos, ácidos orgánicos y otras moléculas. Pruebas en condiciones industriales demostraron que, cuando se combina con enzimas ya empleadas en la industria, la CelOCE incrementa hasta en un 21% la cantidad de glucosa liberada a partir de residuos vegetales.
Esta enzima actúa acelerando la descomposición de la celulosa mediante un proceso de desconstrucción, una etapa clave en la producción de bioquímicos y energía. "Este descubrimiento cambia el paradigma de la degradación de la celulosa en la naturaleza y tiene el potencial de revolucionar las biorrefinerías", explicó Mario Murakami, investigador del CNPEM y líder del estudio.
"La investigación se centró en esclarecer la materia oscura metagenómica, es decir, los genes de función desconocida en microorganismos inéditos y no cultivables en laboratorio. Más del 90% de la vida microbiana sigue siendo desconocida y podría contener información que transforme nuestra comprensión de muchos procesos naturales, como la degradación de la celulosa, que fue precisamente el hallazgo de este estudio", concluyó.
