Bio-fissazione sintetica della CO2, un nuovo traguardo

Gli scienziati dell’Istituto Max Planck hanno sviluppato un percorso sintetico in grado di catturare la CO2 dall’aria in modo più efficiente della fotosintesi vegetale e hanno mostrato come implementarlo nei batteri 

bio-fissazione della co2
Via depositphotos.com

La tecnica potrebbe aiutare a produrre biocarburanti

(Rinnovabili.it) – Continua la ricerca di nuove modalità per la cattura e la conversione dell’anidride carbonica come strumento di lotta climatica. Uno degli ultimi progressi in questo campo arriva dall’Istituto Max-Planck in Germania, dove un gruppo di ricercatori ha segnato una grande svolta nel campo delle tecnologie CCS (carbon capture and storage). La squadra ha messo a punto una tecnica di bio-fissazione sintetica della CO2, in grado di catturare la molecola dall’aria in modo più efficiente di quanto avviene in natura, con la fotosintesi.

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Due super enzimi per la bio-fissazione della CO2

Il percorso sintetico di fissazione del gruppo – guidato da Tobias Erb – prende il nome di ciclo THETA e coinvolge 17 biocatalizzatori provenienti da 9 microorganismi. Di questi catalizzatori due in particolare fissano il carbonio e sono anche i più veloci a farlo per quanto ne sappia la ricerca umana. Parliamo degli enzimi crotonil-CoA carbossilasi/reduttasi e fosfoenolpiruvato carbossilasi. Entrambi, presi singolarmente, sono in grado di accelerare la reazione di cattura della CO2 lavorando fino a 10 volte più velocemente della ribulosio-bisfosfato carbossilasi, l’enzima più abbondante sulla terra e deputato alla bio-fissazione della CO2 negli organismi vegetali.

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Il ruolo dell’Escherichia coli

Ogni ciclo THETA converte due molecole di biossido di carbonio in una di acetil-CoA, composto finalmente per il metabolismo di tutti gli organismi viventi ed elemento costitutivo per una vasta gamma di biocomposti, inclusi biocarburanti. Ma aver messo a punto la catena di reazioni non era abbastanza. Ecco perché la squadra ha deciso da un lato di migliorare la resa dell’acetil-CoA di un fattore 100 e dall’altro di incorporare il processo in un unico microrganismo. Nel dettaglio, gli scienziati  hanno suddiviso il ciclo THETA in tre moduli, ciascuno dei quali è stato implementato con successo nel batterio Escherichia coli.

“La particolarità di questo ciclo è che contiene diversi intermedi che fungono da metaboliti centrali nel metabolismo del batterio”, spiega Shanshan Luo, autore principale dello studio pubblicato su Nature Catalysis. “Questa sovrapposizione offre l’opportunità di sviluppare un approccio modulare per la sua implementazione“. Attualmente il gruppo ha dimostrato la funzionalità di ogni modulo singolarmente ma non è riuscito a chiudere il ciclo. In altre parole un batterio di E. coli ingegnerizzato con queste modifiche non è in grado di nutrirsi di sola CO2. Ma il primo grande progresso è stato compiuto.

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