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Descubrimiento inesperado: las algas azul-verdes producen aceite

abril 8, 2020
Redaccion

Las cianobacterias, coloquialmente llamadas algas verdeazuladas, pueden producir petróleo a partir del agua y dióxido de carbono con la ayuda de la luz. Esto lo demuestra un estudio reciente de la Universidad de Bonn.

por la Universidad de Bonn

El resultado es inesperado: hasta ahora, se creía que esta habilidad estaba reservada para las plantas. Es posible que las algas verdeazuladas ahora también se vuelvan interesantes como proveedores de alimento o combustible, especialmente porque no requieren tierra cultivable. Los resultados ya han sido publicados en la revista PNAS .

¿Qué tienen en común la colza, el aguacate y el olivo? Todos los humanos los usan como productores de aceite o grasa. Sin embargo, la capacidad de producir petróleo a partir del agua y el dióxido de carbono con la ayuda de la luz es algo que es esencialmente común a todas las plantas, desde las algas unicelulares hasta los secuoyas gigantes. «Hemos demostrado por primera vez que las cianobacterias pueden hacer lo mismo», explica el biólogo Prof. Dr. Peter Dörmann del Instituto de Fisiología Molecular y Biotecnología de las Plantas (IMBIO) de la Universidad de Bonn. «Esta fue una completa sorpresa, no solo para nosotros».

Hasta ahora, los expertos habían asumido que las cianobacterias carecen de esta propiedad. Después de todo, en realidad son bacterias, incluso si su nombre trivial » algas azul-verdes » sugiere lo contrario. Por lo tanto, difieren considerablemente de las plantas en muchos aspectos: las cianobacterias están más relacionadas con la bacteria intestinal E. coli que con un olivo. «De hecho, hay informes antiguos en la literatura de que las cianobacterias pueden contener petróleo», dice Dörmann. «Pero nunca se han verificado».

El científico ha estado trabajando en IMBIO durante muchos años en una enzima que cataliza uno de los pasos en la síntesis de aceite en las plantas. La enzima es activa en los cloroplastos, los componentes celulares de color verde que son responsables de la fotosíntesis. Gracias a esto, las plantas pueden producir compuestos químicos ricos en energía con la ayuda de la luz solar.

Muchos científicos sospechan que los cloroplastos provienen originalmente de las cianobacterias. Esto se debe a que, a diferencia de todos los demás grupos de bacterias, también dominan la fotosíntesis típica de las plantas, con la liberación de oxígeno. Según esta teoría, hace más de mil millones de años, una célula vegetal primordial «tragó» una cianobacteria. La bacteria vivió en la célula y le suministró productos de fotosíntesis. «Si esta hipótesis del endosimbionte es correcta, entonces la enzima de síntesis de aceite de los cloroplastos podría provenir originalmente de las cianobacterias», explica Dörmann.

Enzima de síntesis de aceite similar a la de las plantas

Él buscó esta posibilidad junto con su estudiante de doctorado Mohammed Aizouq. Los científicos buscaron en los genomas de varias cianobacterias un gen que sea similar a la composición genética de la enzima involucrada en la síntesis de aceite vegetal. Con éxito: encontraron un gen para una llamada aciltransferasa en las algas verdeazuladas; La enzima vegetal también pertenece a este grupo. Pruebas posteriores mostraron que las cianobacterias realmente producen aceite con esta enzima, incluso aunque sea en pequeñas cantidades.

El resultado es, por un lado, interesante desde un punto de vista evolutivo-biológico: muestra que cierta parte de la maquinaria de síntesis de aceite en los cloroplastos de las plantas probablemente se origina en las cianobacterias. Sin embargo, las plantas actuales utilizan principalmente otras vías metabólicas para producir aceite. Además, el resultado puede abrir nuevas posibilidades para producir alimentos para animales o biocombustibles. Esto se debe a que, a diferencia de las plantas oleaginosas como la colza, las cianobacterias no necesitan tierra cultivable para crecer: un contenedor con medio de cultivo y suficiente luz y calor es suficiente para ellas.

Esto puede hacerlos adecuados para desiertos, por ejemplo, donde pueden usarse para producir aceites para motores de automóviles sin competir con los cultivos alimentarios. Especialmente porque la combustión solo liberaría el dióxido de carbono que las cianobacterias habían extraído previamente del aire durante la producción de petróleo. Los microorganismos contribuirían así a la protección del clima. En cualquier caso, las cianobacterias que viven en los océanos del mundo se unen a cantidades considerables de gases de efecto invernadero. Se estima que sin su contribución, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera sería el doble.

«Experimentos similares ya están en marcha con algas verdes», explica Dörmann. «Sin embargo, estos son más difíciles de mantener; además, no pueden optimizarse biotecnológicamente fácilmente para lograr la tasa de producción de petróleo más alta posible». Esto podría ser diferente con las cianobacterias. La especie estudiada en la Universidad de Bonn produce solo cantidades muy pequeñas de petróleo. «Sin embargo, es bastante posible que otras especies sean considerablemente más productivas», dice el biólogo. Además, las algas verdeazuladas pueden modificarse genéticamente con relativa facilidad, de manera similar a otras bacterias. «Por lo tanto, es ciertamente posible que el rendimiento del petróleo pueda incrementarse significativamente nuevamente con medios biotecnológicos».

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