Un nuovo studio condotto da ricercatori del Joint BioEnergy Institute (JBEI) del Dipartimento di Energia con sede presso il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), dimostra l'importanza delle comunità microbiche come fonte di enzimi stabili che potrebbero essere utilizzati per convertire le piante in biocarburanti.

Lo studio, recentemente pubblicato sulla rivista Microbiologia della natura , rapporti sulla scoperta di nuovi tipi di cellulasi, enzimi che aiutano a scomporre le piante in ingredienti che possono essere utilizzati per produrre biocarburanti e bioprodotti. Le cellulasi sono state coltivate da un microbioma. L'utilizzo di una comunità microbica vira dall'approccio tipicamente adottato di utilizzare organismi isolati per ottenere enzimi.

Gli scienziati hanno prima studiato il serraglio microbico presente in alcune tazze di compost comunale. L'analisi metagenomica del microbioma presso il DOE Joint Genome Institute (JGI) ha aiutato a rivelare che il 70% dell'attività enzimatica ha avuto origine da cellulasi prodotte da un gruppo di batteri incolti nel compost. Hanno scoperto che gli enzimi scompongono facilmente la cellulosa nella biomassa vegetale in glucosio a temperature fino a 80 gradi Celsius.

"Qui stiamo coltivando un'intera comunità di microbi per accedere a enzimi che non siamo riusciti a ottenere dagli isolati, " ha detto il ricercatore principale dello studio Steve Singer, scienziato senior nella divisione di sistemi biologici e ingegneria del Berkeley Lab e direttore di Microbial and Enzyme Discovery presso JBEI. "Alcuni microbi sono difficili da coltivare in laboratorio. Stiamo coltivando microbi che vivono in comunità, come si verificano in natura, che ci permette di vedere cose che non vediamo quando sono isolate. Questo apre l'opportunità di scoprire nuovi tipi di enzimi che sono prodotti solo dai microbi nelle comunità".

La popolazione batterica, Candidato Reconcilibacillus cellulovorans, ha prodotto cellulasi che sono state organizzate in complessi carboidrati-proteine ​​straordinariamente robusti, una struttura mai osservata prima negli isolati. La stabilità dei nuovi complessi di cellulasi li rende interessanti per applicazioni nella produzione di biocarburanti, hanno detto gli autori dello studio.

"Gli enzimi persistono, anche dopo un calo dell'abbondanza batterica, " ha detto il cantante, che hanno confrontato la comunità microbica con i lievito madre fermentati da lieviti selvatici e batteri amici. "Abbiamo mantenuto la coltivazione della comunità microbica in corso per più di tre anni in laboratorio".

Questa stabilità è un vantaggio chiave rispetto ad altre cellulasi che si degradano più rapidamente ad alta temperatura, hanno detto i ricercatori.