MODIFICAN UNA BACTERIA PARA HACER QUE SE ALIMENTE DE CO2

Un equipo de científicos israelíes ha logrado, por medio de la ingeniería genética, transformar una bacteria común en cepas de Eschericia coli, un tipo de bacteria que produce su biomasa de forma íntegra a partir de CO2. Es decir, que es capaz de crear materia orgánica a partir de este. Esto implica un consumo de dióxido de carbono el cual podría ser aprovechado para combatir la contaminación atmosférica y el calentamiento global.

La biotecnología ha sido durante los últimos años nuestra arma más poderosa para modificar el genoma de los seres vivos, permitiéndonos hacer increíbles avances. El ejemplo más claro es la incorporación de genes de diferentes organismos al ADN de las bacterias. Tras conseguir que estos genes se expresen, hemos logrado la obtención de diversas sustancias de una forma eficaz y rentable, como es el ejemplo de la insulina. La mayor parte de las bacterias empleadas en estos procesos son heterótrofas, es decir, para producir materia orgánica necesitan previamente de esta.

Sin embargo, existe otro grupo, las bacterias autótrofas, las cuales son capaces de producir materia orgánica a partir de inorgánica, tal y como es el caso del CO2. Para lograr esto, se sirven de una serie de reacciones que componen el denominado ciclo de Calvin. Este ciclo es un proceso de fijación y reducción del CO2 atmosférico. Es anabólico y reductor y, por tanto, precisa energía (ATP) y poder reductor (NADPH).

El equipo de investigación ha intentado conseguir lo que ya se planteaban otros científicos, pero que hasta el momento no se había podido llevar a cabo: conseguir métodos de bioproducción menos contaminantes que los existentes, y reducir la cantidad de CO2 presente en la atmósfera. Para ello, se trataba de conseguir crear unas bacterias totalmente autótrofas que fueran capaces de sintetizar materia orgánica a partir de dióxido de carbono.

Hasta ahora no se había conseguido esto de forma total, ya que todas las bacterias creadas necesitaban materia orgánica en el ciclo de fijación del carbono, ya fuera antes o después. En cambio, este grupo de investigadores pertenecientes al Weizmann Institute le ha dado la vuelta al problema y ha conseguido obtener unas cepas de Escherichia coli que carecen de la necesidad de agregar materia orgánica durante el ciclo.

Para lograr esto, le han introducido a una bacteria que se alimentaba a partir de azúcares los genes de enzimas necesarios para que se llevasen a cabo las reacciones del ciclo de Calvin. Es decir, a una bacteria heterótrofa le han introducido ADN que le permite realizar el ciclo de fijación del CO2 de los organismos autótrofos. Tras ello, inactivaron parte de las enzimas responsables del metabolismo en heterótrofos.

Las bacterias resultantes se introdujeron en biorreactores, donde la atmósfera contenía un 10% de dióxido de Carbono, frente al 0.4% de la atmósfera terrestre. Tras aislarlas de los biorreactores 203 días después de experimento, a los 340 se pudo comprobar que todas las bacterias se habían adaptado y eran capaces de emplear únicamente el CO2 como base para construir materia orgánica. La energía que se empleó durante la fijación del carbono fue la oxidación del ácido fórmico.

Este estudio ha probado que cabe la posibilidad de modificar las bacterias de forma que elaboren materia orgánica empleando únicamente dióxido de carbono en un espacio de tiempo rentable.

Por otra parte, cabe mencionar el hecho de que aún queda mucho por estudiar y experimentar. Puesto que el CO2 que se consume en el ciclo de Calvin de estas bacterias es menor al producido durante la oxidación del ácido fórmico. Por otra parte, se tiene que investigar si es posible la producción a escala industrial de esta nueva cepa de Escherichia coli. Aun así, este descubrimiento supone importantes avances.

No podemos olvidar que las bacterias, y más específicamente la Escherichia coli, tienen metabolismos muy plásticos y genomas fácilmente alterables, por lo que nos abren un amplio campo para la experimentación, permitiéndonos modificar las reacciones metabólicas que llevan a cabo y su funcionamiento en general.

Fuentes:N+1, Milenio, Cell