Al manipular el proceso que las plantas usan para respirar el dióxido de carbono, un equipo de científicos alemanes acaba de descubrir una manera mucho más eficiente de deshacerse de él. Bioquímicos dirigidos por Tobias Erb en el Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre en Marburg, Alemania, han desarrollado un nuevo método, supereficiente para que los organismos vivos puedan aspirar CO2 fuera de la atmósfera.
Las plantas, algas y otros organismos convierten el CO2 en combustible. Erb y sus colegas hicieron una reingeniería de este proceso, obteniendo un 25 por ciento más eficiencia en el uso de energía y, potencialmente, hasta dos o tres veces más rapidez.
Aceleración Molecular
Las plantas y las algas son bastante buenas para deshacerse del dióxido de carbono. A nivel mundial, consumen alrededor de 350 gigatoneladas de CO2 al año. Casi toda esa absorción de carbono se realiza a través del mismo proceso químico, una serie de reacciones químicas llamadas ciclo de Calvin.
El proceso depende de una herramienta molecular llamada RuBisCO, que toma el gas CO2 y lo forma en una molécula más grande para comenzar. ¿El problema? "RuBisCO es lento", y, "es contraproducente a menudo, es decir, cada 5º intento RuBisCO mezclará CO2 con gas oxígeno", explica Erb.
Erb diseñó un ciclo de absorción de carbono muy similar al ciclo de Calvin, pero que se basa en una herramienta molecular mucho más rápida y eficiente. La herramienta es una enzima llamada ECR, que hace el mismo trabajo que RuBisCO, pero alrededor de 9 veces más rápido. Erb llama a su nuevo proceso el ciclo CETCH.
Hojas Artificiales
El nuevo ciclo CETCH de Erb requiere 11 pasos para convertir el CO2 en el aire en un producto químico llamado glioxilato. Cada uno de estos 11 pasos requiere una enzima de transformación de moléculas, y cada enzima se seleccionó cuidadosamente de la biblioteca de 40.000 enzimas conocidas.
"Algunas enzimas se encuentran en el cuerpo humano, y las bacterias intestinales", dice Erb, otros se toman "de las plantas, y los microbios que viven en los océanos y en la superficie de las plantas".
Erb y sus colegas probaron su ciclo CETCH en su laboratorio. Para simplificar las cosas, mezclaron todas sus enzimas con un poco de combustible químico y calcularon la cantidad de CO2 que se estaba sacando del aire. Encontraron que su ciclo de CETCH es cerca de 25 por ciento más eficiente de la energía que las plantas del ciclo de Calvin y el uso de las algas.
Hacia un Cambio Radical
Erb espera que un día el ciclo CETCH pueda ser modificado genéticamente en organismos vivos, ayudándoles a reducir más rápidamente el CO2 atmosférico mientras producen materiales útiles. Pero ciertamente no es una tarea fácil ya que los científicos no tienen idea de lo que podría suceder si los 11 pasos son colocados dentro del sistema caótico de una célula viva.
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