I batteri e altri microbi possono pompare i mattoni per i biocarburanti. Sfortunatamente, ottenere microbi per produrre abbastanza elementi costitutivi, lipidi, presenta una sfida significativa. I microbi spesso sono inferiori a ciò che potrebbero teoricamente produrre. Questo studio ha esaminato varianti mutanti ad alto contenuto di lipidi di Rhodobacter sphaeroides. Gli scienziati hanno dimostrato che l'alterazione dell'involucro delle cellule batteriche produce più lipidi rispetto al ceppo genitore.

La conoscenza dei meccanismi che limitano la produzione di lipidi microbici può rivelare nuove strategie per aumentare la resa lipidica. Il risultato? Maggiore redditività economica delle alternative ai combustibili o ai prodotti chimici attualmente derivati ​​dal petrolio.

I lipidi microbici sono potenziali sostituti dei combustibili e delle sostanze chimiche a base di petrolio; però, la loro produzione spesso è inferiore alla resa teorica, e sono necessarie strategie di miglioramento. Ricercatori del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (DOE) Great Lakes Bioenergy Research Center; l'Università del Wisconsin-Madison; e il Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali (EMSL), una struttura utente DOE Office of Science, si sono basati sulla loro ricerca sulla produzione microbica di lipidi esaminando una nuova classe di mutanti di Rhodobacter sphaeroides che mostravano un maggiore accumulo di lipidi rispetto al ceppo genitore. I ricercatori hanno utilizzato il microscopio elettronico a criotrasmissione FEI Tecnai T-12 e il microscopio a fluorescenza a super risoluzione a illuminazione strutturata presso l'EMSL.

Hanno determinato che i profili di sensibilità chimica indicavano che i mutanti ad alto contenuto lipidico erano sensibili ai farmaci che colpiscono l'involucro cellulare. Hanno anche osservato cambiamenti nella forma delle cellule, suggerendo che alterazioni precedentemente non descritte nell'involucro delle cellule batteriche potrebbero essere utilizzate per aumentare la produzione di lipidi. È importante sottolineare che un sottoinsieme dei mutanti ad alto contenuto di lipidi ha secreto lipidi. Due mutanti hanno accumulato circa il 60 percento dei loro lipidi totali a livello extracellulare, potenzialmente consentendo un facile recupero di un prodotto da un bioreattore.

Quando uno dei ceppi a più alta secrezione lipidica è stato coltivato in un bioreattore alimentato a batch, il suo contenuto lipidico era paragonabile a quello dei microbi oleosi, definiti come quelli che accumulano il 20 percento o più del loro peso cellulare secco come lipidi. La conoscenza dei meccanismi biologici che limitano la produzione di lipidi può informare nuove strategie di ingegneria genetica e di crescita e consentire l'adozione di questa importante classe di molecole come combustibili o sostanze chimiche su scala più ampia.