Anthony Sinskey y su equipo en MIT han estado catalogando los secretos genómicos de la bacteria Rhodococcus, unos microbios que viven en la tierra y conocidos por devorar una serie de componentes tóxicos. El objetivo es crear un organismo productor de biodiesel que pueda utilizar una variedad de fuentes como combustible. “Hemos llevado a cabo gran parte de la química y la biología básica,” afirma Sinskey. “Ahora necesitamos averiguar cómo maximizar la producción.”
La cepa de la bacteria con la que está trabajando Sinskey, Rhodococcus opacus, está relacionada con el tipo que causa la tuberculosis, aunque posee dos cualidades que la hacen muy atractiva. La bactería tiene un apetito flexible, y es capaz de comer una variedad de azúcares y compuestos tóxicos—de hecho, en un principio los microbios fueron aislados del terreno contaminado, donde se estaban dedicando a descomponer los productos de desecho derivados del petróleo. Además, la R. opacus es una entre un reducido número de tipos de bacteria que produce de forma natural un lípido llamado tricilglicerol, que se puede convertir químicamente en biodiesel. “Su vida está centrada en el metabolismo lípido, comiendo lípidos raros y creando aún más lípidos,” afirma Jason Holder, investigador posdoctoral en el laboratorio Sinskey. “El truco está en hacer que sean más eficientes, utilizando el carbono como material de desecho.”
La investigación es parte de un intento mayor por desarrollar biocombustibles que, al contrario que el etanol hecho a partir del maíz o el azúcar de caña, no dependan de fuentes alimenticias o tierras dedicadas a la agricultura. Algunas compañías, como por ejemplo Synthetic Genomics, Amyris, LS9 y Joule Biotechnologies, están utilizando técnicas de biología sintética para crear bacterias que produzcan el tipo de productos metabólicos que más tarde se pueden utilizar para crear biocombustibles.
El equipo de Sinskey acaba de secuenciar el genoma de la R. opacus y ha obtenido el mapa de sus 9.000 genes marcando sus distintas vías metabólicas. El entendimiento de estas vías permite a los científicos dar impulso o inhibir ciertas reacciones específicas, que a cambio logran incrementar la eficiencia del microbio a la hora de crear un combustible particular o producto final. Los investigadores también han desarrollado unos micromatices o microarreglos (microarray) para la Rhodococcus—una herramienta genómica que permite a los científicos evaluar rápidamente los patrones de la expresión genética—y los están utilizando para estudiar estas redes metabólicas. “Nos permitirá predecir otro tipo de bacterias que quizá hagan lo mismo,” afirma Sinskey, “y nos ayudará a identificar qué genes son importantes en el proceso de ensamblaje.” Tienen previsto publicar el genoma en breve.
Los investigadores ya han creado una cepa de Rhodococcus capaz de comer una mezcla de dos tipos de azúcar, glucosa y xilosa. Una vez que los científicos hayan encontrado una forma para descomponer la biomasa celulósica en azúcares simples, la capacidad para utilizar más de un azúcar hará que el proceso de producción se vea simplificado. “No son como la E. coli, tan cobarde que no puede utilizar dos azúcares distintos al mismo tiempo,” afirma Sinskey. “Estas bacterias lo engullen todo.” Los investigadores también han creado unas cepas que se alimentan de glicerol, que es un producto de desecho generado en la producción de biodiesel.
Sinskey y su equipo esperan poder desarrollar mejores formas de aislar los lípidos de la bacteria a escala comercial, quizá mediante ingeniería genética adicional. Por ejemplo, la alteración de la producción de una proteína específica hace que los lípidos se unan y formen bolas, llamadas cuerpos lípidos, que facilita la recuperación de moléculas. “De forma ideal, lo que queremos es desarrollar una forma para hacer que el cuerpo lípido salga de la célula,” afirma Sinskey.
Aún no está claro cuánto se tardará en crear un proceso que sea lo suficientemente eficiente para la producción comercial. “No creo que esté muy por detrás de compañías que tienen mucha publicidad en esta área,” afirma Sinskey. “Creo que en dos o tres años habré logrado un proceso robusto.”
Con anterioridad Sinskey desarrolló una forma para crear polímeros a partir de bacterias, y fundó una compañía bioindustrial llamada Metabolix a principios de los 90. En diciembre de este año se espera que comience a operar una planta de 300 millones de dólares que producirá el plástico biodegradable de la compañía, como parte de un proyecto empresarial junto al gigante de la agricultura ADM.