La produzione di massa di biocarburanti potrebbe essere la chiave per rendere più verde, energia più rispettosa dell'ambiente, opzioni di trasporto e prodotto. Gli scienziati hanno precedentemente progettato percorsi metabolici di microbi, rendendole minuscole fabbriche di biocarburanti. Ora, una nuova ricerca di un ingegnere della Washington University di St. Louis perfeziona ulteriormente il processo, ricucire insieme i pezzi migliori di diversi batteri per sintetizzare un nuovo prodotto di biocarburante che corrisponda ai motori attuali meglio dei biocarburanti prodotti in precedenza.

"Il mio laboratorio è interessato allo sviluppo di processi biosintetici microbici per produrre biocarburanti, sostanze chimiche, e materiali con strutture e proprietà su misura, " disse Fuzhong Zhang, professore associato presso la School of Engineering &Applied Science. "In precedenza, abbiamo progettato E.coli per produrre un composto precursore che porta alla produzione di biocarburanti avanzati. In questo lavoro, abbiamo fatto il passo successivo verso la produzione vera e propria."

La ricerca di Zhang si concentra sull'ingegneria di percorsi metabolici che, quando ottimizzato, consentire ai batteri di agire come un generatore di biocarburante. Nelle sue ultime scoperte, recentemente pubblicato in Biotecnologie per i biocarburanti , Il laboratorio di Zhang ha utilizzato i pezzi migliori di diverse altre specie, incluso un noto agente patogeno, per consentire a E.coli di produrre ramificati, alcool grasso a catena lunga (BLFL), una sostanza che può essere utilizzata come resistente al gelo, biocarburante liquido.

"Abbiamo progettato e poi costruito una via metabolica sintetica all'interno dell'E.coli in rapida crescita introducendo geni di altre specie, compreso lo Staphylococus aureus, cianobatteri e batteri del suolo, " Zhang ha detto. "Utilizzando CRISPR, abbiamo incorporato geni di specie diverse con tratti favorevoli nella via degli acidi grassi di E.coli".

Zhang e il suo team hanno determinato che lo stafilococco è stato particolarmente utile per risolvere un problema comune durante la produzione di biocarburanti:l'agente patogeno virulento è stato in grado di incorporare rami nel suo lipide. Queste strutture ramificate abbassano drasticamente la temperatura di fusione dei lipidi e trasformano l'alcool grasso a catena lunga da una sostanza cerosa a un liquido che può essere meglio utilizzato come combustibile nei climi freddi.

L'integrazione dei geni delle diverse specie in E.coli ha prodotto anche un altro risultato:normalmente, E.coli non può produrre da solo lipidi ramificati, ma con la via metabolica ingegnerizzata, Il 75% dei biocarburanti prodotti da E. coli è ramificato.

Zhang afferma che il prossimo passo prevede lo spostamento della via metabolica ingegnerizzata in un ospite microbico più rilevante per l'industria. Il suo laboratorio sta attualmente lavorando con altri laboratori della Washington University verso questo obiettivo.