Gli scienziati che studiano l'apparato digerente di un curioso crostaceo mangiatore di legno hanno scoperto che potrebbe essere la chiave per convertire in modo sostenibile il legno in biocarburante.

I gribble sono piccoli invertebrati marini che si sono evoluti per svolgere un importante ruolo ecologico mangiando le abbondanti scorte di legno lavate in mare dagli estuari dei fiumi.

Possono anche essere una specie di minaccia marina, consumando il legno di barche e moli e provocando notevoli danni nel processo.

Fino ad ora, la questione di come il gribble penetri nella lignina, il rivestimento altamente resistente che avvolge i polimeri di zucchero che compongono il legno, è stata un mistero.

Il team di scienziati, guidato dall'Università di York, studiato l'intestino posteriore di gribble, e ha scoperto che le emocianine, le stesse proteine ​​che rendono blu il sangue degli invertebrati, sono fondamentali per la loro capacità di estrarre gli zuccheri dal legno.

La scoperta avvicina i ricercatori all'identificazione di strumenti più economici e sostenibili per convertire il legno in combustibile a basse emissioni di carbonio, un'alternativa promettente ai combustibili fossili come carbone e petrolio.

Le emocianine sono un gruppo di proteine ​​meglio conosciute per il loro ruolo nel trasporto dell'ossigeno negli invertebrati in modo simile all'emoglobina negli animali. Mentre l'emoglobina lega l'ossigeno attraverso la sua associazione con gli atomi di ferro, dando al sangue il suo colore rosso; le emocianine fanno questo con atomi di rame producendo un colore blu.

L'ossigeno è una sostanza chimica altamente reattiva, e gribble hanno sfruttato le capacità ossidative delle emocianine per attaccare i legami di lignina che tengono insieme il legno.

La ricerca, che ha coinvolto team delle Università di York, Portsmouth, Cambridge e San Paolo, ha rivelato che il trattamento del legno con emocianine consente di rilasciare più del doppio della quantità di zucchero, la stessa quantità che può essere rilasciata con pretrattamenti termochimici costosi e che consumano energia attualmente utilizzati nell'industria.

Professor Simon McQueen-Mason, dal Dipartimento di Biologia dell'Università di York, che ha guidato il gruppo di ricerca, ha dichiarato:"Gribble è l'unico animale noto per avere un sistema digestivo sterile. Questo rende il loro metodo per la digestione del legno più facile da studiare rispetto a quello di altre creature che consumano legno come le termiti, che si affidano a migliaia di microbi intestinali per fare la digestione per loro".

"Abbiamo scoperto che Gribble mastica il legno in pezzi molto piccoli prima di usare le emocianine per distruggere la struttura della lignina. Enzimi GH7, lo stesso gruppo di enzimi utilizzati dai funghi per decomporre il legno, sono quindi in grado di sfondare e rilasciare zuccheri."

Con la crescente pressione per un'azione globale da intraprendere contro il cambiamento climatico, molti paesi stanno rapidamente cercando di decarbonizzare passando a fonti di energia rinnovabile come i biocarburanti.

La biomassa vegetale legnosa è la risorsa di carbonio rinnovabile più abbondante del pianeta, e, a differenza dell'utilizzo di colture alimentari per produrre biocarburanti, il suo utilizzo non entra in conflitto con la sicurezza alimentare globale.

Coautore del documento, Professor Neil Bruce, del Dipartimento di Biologia, ha dichiarato:"A lungo termine questa scoperta può essere utile per ridurre la quantità di energia necessaria per il pretrattamento del legno per convertirlo in biocarburante.

"L'effetto di potenziamento della cellulasi dell'emocianina era equivalente a quello dei pretrattamenti termochimici utilizzati nell'industria per consentire l'idrolisi della biomassa, suggerendo nuove opzioni per la produzione di combustibili e prodotti chimici a base biologica".

Autore principale del rapporto, Dott.ssa Katrin Besser, ha aggiunto "è affascinante vedere come la natura si adatta alle sfide e questa scoperta aggiunge la prova che le emocianine sono proteine ​​​​incredibilmente versatili e multifunzionali".