En un esfuerzo por impulsar la sostenibilidad en la industria aeroespacial, un equipo de investigadores del Berkeley Lab ha alcanzado un logro significativo en la producción de biocombustibles para aviones.
Utilizando bacterias de forma eficiente, han logrado producir isoprenol, un componente crucial en la creación de una mezcla de biocombustible conocida como 1,4-dimetilciclooctano (DMCO), de manera sostenible.
Los biocombustibles para aviones derivados de fuentes renovables de carbono tienen el potencial de reducir las emisiones de dióxido de carbono y, por ende, contribuir a la mitigación del cambio climático.
El isoprenol, un compuesto químico clave en la producción de DMCO, ha sido objeto de investigación intensiva en este campo. Este compuesto se utiliza para fabricar mezclas que, combinadas con otros componentes, conforman el combustible necesario para la aviación.
Hasta la fecha, se han realizado diversos intentos para producir isoprenol utilizando varios microorganismos.
Sin embargo, los esfuerzos por desarrollar combustibles de aviación sostenibles se beneficiarían enormemente si se pudiera producir isoprenol en microorganismos capaces de utilizar azúcares fermentables derivados de materiales vegetales como fuente de carbono.
Es en este contexto donde la bacteria Pseudomonas putida (P. putida) ha surgido como un candidato prometedor.
No obstante, para que P. putida pueda ser una opción viable, se requerirían ajustes genéticos y de ingeniería para maximizar su eficiencia en la producción de isoprenol. Es aquí donde entra en juego la tecnología y la innovación.
En un estudio reciente, publicado en la revista Metabolic Engineering, los científicos utilizaron herramientas computacionales avanzadas para identificar objetivos específicos de edición genética y optimizar el metabolismo en P. putida con el fin de maximizar la producción de isoprenol.
Este enfoque permitió una selección precisa de genes a editar, lo que redujo la cantidad de cepas microbianas diseñadas para la experimentación.
Los resultados fueron sorprendentes: los investigadores lograron la mayor producción de isoprenol registrada hasta la fecha para P. putida. Este logro representa un avance crucial hacia la producción sostenible de biocombustibles para aviones.
El equipo combinó el modelado computacional con la ingeniería genética para optimizar la producción de isoprenol en P. putida. Utilizando enfoques basados en modelos metabólicos a escala genómica, identificaron y priorizaron objetivos genéticos que aumentarían la producción de isoprenol.
Además, implementaron ediciones genéticas conocidas para mejorar aún más la producción de isoprenol y emplearon técnicas de proteómica para refinar el proceso.
El resultado final fue un título de producción de isoprenol de 3,5 gramos por litro, el más alto registrado para P. putida. Los científicos concluyen que la optimización de la vía metabólica ha llevado a una mejora diez veces mayor en la producción de isoprenol en P. putida.
A pesar de este éxito inicial, los científicos señalan que se necesitan más investigaciones y desarrollos tecnológicos para optimizar aún más la producción de isoprenol y llevarla a una escala industrial.
La producción comercial de isoprenol y DMCO requerirá mejoras adicionales, como la incorporación de edición genética CRISPR y otras tecnologías de bioprocesos.
