Buz Barstow, bioingeniero de la Universidad de Cornell, intenta resolver un gran problema: cómo construir un sistema de bajo costo, ecológico y a gran escala para almacenar y recuperar energía de fuentes renovables, como la eólica y la solar. La respuesta, pueden ser unas bacterias llamadas Shewanella oneidensis.
Dichas bacterias toman electrones en su metabolismo y utilizan la energía para fabricar precursores esenciales para «fijar» el carbono, lo que ocurre cuando las plantas u organismos toman el carbono del CO2 y lo añaden a una molécula orgánica, normalmente un azúcar, que podría impulsar la creación de biocombustibles.
Un nuevo estudio, «Identification of a Pathway for Electron Uptake in Shewanella oneidensis» (Identificación de una vía de captación de electrones en Shewanella oneidensis), publicado en Communications Biology, describe por primera vez un mecanismo en Shewanella que permite al microbio captar energía en su sistema para utilizarla en su metabolismo.
«Sólo hay un número muy reducido de microbios que puedan realmente almacenar electricidad renovable», dijo Barstow, profesor adjunto de Ingeniería Biológica y Ambiental en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, y autor principal del artículo. Añadió que aún son menos los microbios que pueden fijar el CO2.
«Descubrimos que muchos de los genes que ya conocíamos para sacar electrones de la célula también participan en la entrada de electrones. También encontramos un conjunto de genes totalmente nuevos que nadie había visto antes y que son necesarios para que los electrones entren en la célula»
Buz Barstow, autor principal del estudio
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«Knockout Sudoku»
En el estudio, los investigadores utilizaron una técnica llamada «knockout sudoku» (sudoku de noqueo), que Barstow y sus colegas inventaron para poder inactivar los genes uno por uno, con el fin de saber sus funciones.
La primera autora, Annette Rowe, profesora adjunta de microbiología en la Universidad de Cincinnati, identificó la vía que estos genes facilitan para introducir los electrones en el metabolismo de Shewanella.
La vía para convertir el dióxido de carbono en azúcares y, en última instancia, en biocombustibles, es extremadamente eficiente, podría ampliarse y es barata de ejecutar.
Barstow tiene previsto empezar añadiendo los genes a la Escherichia coli, bacteria muy estudiada y con la que es fácil trabajar.
Las bacterias de ingeniería alimentadas por electrones abren la puerta a la utilización de la energía renovable para fabricar biocombustibles, alimentos y productos químicos, así como para el secuestro de carbono.
Los coautores son Farshid Salimijazi, estudiante de doctorado en el laboratorio de Barstow; Leah Trutschel, estudiante de doctorado en el laboratorio de Rowe; y Michael Baym, profesor adjunto de informática biomédica en Harvard.
El estudio fue financiado por el Fondo de Bienvenida de Burroughs, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
Redacción | Antonio Vilela
