Cient¨ªficos israel¨ªes transforman una bacteria del intestino para que se alimente de CO₂

El cient¨ªfico israel¨ª Ron Milo tiene 44 a?os y un ambicios¨ªsimo proyecto en la cabeza: producir alimentos de manera sostenible, generar combustibles renovables y eliminar el CO₂ de la atm¨®sfera para frenar el cambio clim¨¢tico. Lo quiere conseguir todo a la vez. Y su equipo acaba de dar un salto hacia ese triple objetivo. Los investigadores, del Instituto Weizmann de Ciencias, en Rejovot (Israel), han manipulado una bacteria para que, en lugar de consumir az¨²car, absorba CO₂, el principal gas responsable del calentamiento global. Es la primera vez que se transforma el modo de crecimiento de un microbio.

Bacteria E. coli en

condiciones normales

La bacteria Escherichia coli (E. coli) es un organismo heter¨®trofo, incapaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas.

Az¨²car

Bacteria E. coli

CO₂

Energ¨ªa

y materia

org¨¢nica

A partir de az¨²car, la bacteria genera energ¨ªa y materia org¨¢nica y expulsa CO₂.

Modificaciones

Ingenier¨ªa

gen¨¦tica

Evoluci¨®n dirigida

en el laboratorio,

en un ambiente

de elevado CO₂

y pocos az¨²cares

Bacteria E. coli modificada

La E. coli modificada es un organismo aut¨®trofo, capaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas, como hacen las plantas.

Mol¨¦culas de formiatos

(energ¨ªa qu¨ªmica)

CO₂

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Se consigui¨® que a partir de energ¨ªa y CO₂, sin necesidad de az¨²car, la bacteria generase materia org¨¢nica, pero sigue expulsando CO₂.

Trabajo futuro

Futura bacteria E. coli

a escala industrial

A partir de energ¨ªa renovable y CO₂ la bacteria generar¨¢ materia org¨¢nica (prote¨ªnas destinadas a alimentar ganado) y otros subproductos como el etanol y el butanol, ¨²tiles para fabricar combustibles.

Energ¨ªa renovable

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Alimentos y

combustibles ecol¨®gicos

Fuente: Gleizer et al.

EL PA?S

Bacteria E. coli en condiciones normales

La bacteria Escherichia coli (E. coli) es un organismo heter¨®trofo, incapaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas.

Az¨²car

Bacteria E. coli

CO₂

Energ¨ªa

y materia

org¨¢nica

A partir de az¨²car, la bacteria genera energ¨ªa y materia org¨¢nica y expulsa CO₂.

Modificaciones

Ingenier¨ªa

gen¨¦tica

Evoluci¨®n dirigida

en el laboratorio,

en un ambiente

de elevado CO₂

y pocos az¨²cares

Bacteria E. coli modificada

La E. coli modificada es un organismo aut¨®trofo, capaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas, como hacen las plantas.

Mol¨¦culas de formiatos

(energ¨ªa qu¨ªmica)

CO₂

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Se consigui¨® que a partir de energ¨ªa y CO₂, sin necesidad de az¨²car, la bacteria generase materia org¨¢nica, pero sigue expulsando CO₂.

Trabajo futuro

Futura bacteria E. coli a escala industrial

A partir de energ¨ªa renovable y CO₂ la bacteria generar¨¢ materia org¨¢nica (prote¨ªnas destinadas a alimentar ganado) y otros subproductos como el etanol y el butanol, ¨²tiles para fabricar combustibles.

Energ¨ªa renovable

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Alimentos y

combustibles ecol¨®gicos

Fuente: Gleizer et al.

EL PA?S

Bacteria E. coli en condiciones normales

La bacteria Escherichia coli (E. coli) es un organismo heter¨®trofo, incapaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas.

Az¨²car

Bacteria E. coli

CO₂

Energ¨ªa

y materia

org¨¢nica

A partir de az¨²car, la bacteria genera energ¨ªa y materia org¨¢nica y expulsa CO₂.

Modificaciones

Ingenier¨ªa

gen¨¦tica

Evoluci¨®n dirigida

en el laboratorio,

en un ambiente

de elevado CO₂

y pocos az¨²cares

Bacteria E. coli modificada

La E. coli modificada es un organismo aut¨®trofo, capaz de elaborar su propia materia org¨¢nica a partir de sustancias inorg¨¢nicas, como hacen las plantas.

Mol¨¦culas de formiatos

(energ¨ªa qu¨ªmica)

CO₂

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Se consigui¨® que a partir de energ¨ªa y CO₂, sin necesidad de az¨²car, la bacteria generase materia org¨¢nica, pero sigue expulsando CO₂.

Trabajo futuro

Futura bacteria E. coli a escala industrial

A partir de energ¨ªa renovable y CO₂ la bacteria generar¨¢ materia org¨¢nica (prote¨ªnas destinadas a alimentar ganado) y otros subproductos como el etanol y el butanol, ¨²tiles para fabricar combustibles.

Mol¨¦culas de formiatos

(energ¨ªa qu¨ªmica)

CO₂

Ciclo

de fijaci¨®n

del carbono

Materia

org¨¢nica

Alimentos y

combustibles ecol¨®gicos

Fuente: Gleizer et al.

EL PA?S

¡°Creemos que este avance podr¨ªa allanar el camino hacia la producci¨®n industrial de alimentos y combustibles renovables¡±, explica Milo. Su grupo ha empleado una bacteria habitual en el intestino humano, la Escherichia coli. En condiciones normales, el microbio se alimenta de az¨²cares y los convierte en energ¨ªa y prote¨ªnas, emitiendo CO₂ en el proceso. El equipo de Milo ha utilizado una sofisticada ingenier¨ªa gen¨¦tica para lograr que la bacteria no emplee az¨²cares, sino el propio CO₂ y energ¨ªa qu¨ªmica (unas mol¨¦culas llamadas formiatos).

¡°En el futuro, quiz¨¢ podremos utilizar energ¨ªas renovables para impulsar la fijaci¨®n de CO₂ y la producci¨®n de prote¨ªnas en estas bacterias¡±, afirma Milo. Su plan es seguir modificando los microbios para que, adem¨¢s de absorber el CO₂, produzcan prote¨ªnas que puedan servir para alimentar al ganado y combustibles como el etanol y el butanol.

¡°No es el final del camino, pero este es un paso muy importante¡±, aplaude el microbi¨®logo V¨ªctor de Lorenzo

¡°Al producir combustibles con cero emisiones netas en entornos industriales, podr¨ªamos reducir el consumo de combustibles f¨®siles y, por lo tanto, disminuir las emisiones globales de CO₂¡±, reflexiona Milo. ¡°Las bacterias no podr¨ªan sobrevivir en la naturaleza, ya que no tendr¨ªan las fuentes de energ¨ªa necesarias y ser¨ªan desplazadas por bacterias naturales m¨¢s aptas. No queremos interferir de ninguna manera en la ecolog¨ªa natural¡±, asegura el cient¨ªfico israel¨ª, que ha liderado el trabajo con su colega Shmuel Gleizer.

El equipo de Milo reconoce un importante tal¨®n de Aquiles. Los investigadores han logrado que la bacteria fije CO₂, pero ese proceso requiere energ¨ªa y las fuentes energ¨¦ticas utilizadas ¡ªlos formiatos¡ª se convierten a su vez en CO₂. La bacteria, de hecho, ¡°produce m¨¢s CO₂ del que consume¡±, seg¨²n admite Milo. Sin embargo, en el futuro, los formiatos utilizados industrialmente podr¨ªan producirse a partir de electricidad de origen renovable y CO₂ atmosf¨¦rico. ¡°En ese escenario, las bacterias ser¨ªan fijadoras netas de CO₂ de la atm¨®sfera en lugar de emisoras¡±, razona el cient¨ªfico, cuyos resultados se publican hoy en la prestigiosa revista Cell.

Milo recuerda que los seres vivos se pueden dividir en aut¨®trofos y heter¨®trofos. Los primeros, como las plantas verdes, pueden convertir el CO₂ en materiales biol¨®gicos. Los segundos, como los animales y la bacteria Escherichia coli, necesitan compuestos org¨¢nicos. Los cient¨ªficos del Instituto Weizmann han transformado por primera vez un heter¨®trofo en un aut¨®trofo.

¡°No es el final del camino, pero este es un paso muy importante¡±, aplaude el microbi¨®logo V¨ªctor de Lorenzo, del Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa, en Madrid. El investigador, que no ha participado en este estudio, plantea que ¡°se podr¨ªa dise?ar en el laboratorio un fragmento de ADN con toda la informaci¨®n necesaria para que las bacterias lo incorporen y fijen CO₂¡±. Una opci¨®n controvertida, afirma, ser¨ªa tomar la decisi¨®n pol¨ªtica de diseminar por la naturaleza ese ¡°dispositivo gen¨¦tico¡±, con el fin de reducir el CO₂ atmosf¨¦rico. De momento, esa posibilidad es ciencia ficci¨®n, pero no lo ser¨¢ por mucho tiempo.