C'è un batterio (modificato) che promette una svolta per la produzione di biocarburanti

Due ricercatori della Arizona State University, Xinyao Liu e Roy Curtiss, hanno recentemente pubblicato risultati incoraggianti sullo sfruttamento energetico di un comunissimo batterio fotosintetico delle profondità marine: si chiama Cyanobacterium, e probabilmente l'avrete già sentito nominare con l'improprio appellativo di "Alga verde-azzurra".

Fino a solamente due anni fa, i cyanobacteria erano agli ultimi posti nella lista delle vie possibili per la produzione di biocarburanti. Il motivo è semplice: per ottenere da questo tipo di batteri i preziosi acidi grassi, necessari alla produzione di biodiesel, sono necessari complicati processi di estrazione che comportano un dispendio energetico tale da vanificare i vantaggi ecologici del biocarburante.

Tuttavia, lo scorso dicembre, Liu e Curtiss sono riusciti a modificare geneticamente il batterio in modo che, dopo aver prodotto i preziosi acidi grassi utili alla sintetizzazione di esteri alchilici, li rilascino automaticamente nell'ambiente autodistruggendosi. Un traguardo non da poco, che permetteva di ottenere molto più facilmente la "materia prima" per il biodiesel. Recentemente, tuttavia, i due ricercatori sono riusciti a fare di meglio: hanno re-ingegnerizzato il Dna del batterio fotosintetico per fare in modo che rilasciasse automaticamente gli acidi grassi dalla parete cellulare, come in un processo di essudazione, senza bisogno di alcuna auto-distruzione.

Per farlo, Liu e Curtiss hanno operato su tre fronti diversi: 1) Hanno integrato nel genoma un gene per l'enzima tioesterasi, che permette al batterio di accumulare una quantità maggiore di acidi grassi. 2) Hanno modificato i due strati dell'involucro cellulare per far sì che gli acidi grassi fuoriescano più facilmente. 3) Hanno aggiunto al genoma un enzima per stimolare la sovrapproduzione di acidi grassi. Alla fine, da Liu e Curtiss hanno ottenuto una macchina biologica perfetta che assolve brillantemente a due fondamentali operazioni: produrre acidi grassi e sopravvivere.

Ma cos'è che rende i cyanobacteria più vantaggiosi di altre "sorgenti" di bio-carburante come, ad esempio, la spazzatura, la birra o le biomasse derivanti dagli scarti agricoli? Come prima cosa, è un organismo fotosintetico, e come tale utilizza il Sole come fonte di energia primaria. Inoltre, i cyanobacteria hanno sono in grado di sfruttare una più ampia parte dello spettro luminoso rispetto, ad esempio, alle comune piante verdi. Merito delle ficobiline, pigmenti che riescono a sfruttare a una lunghezza d'onda tra i 500 e i 650 nm (la clorofilla si ferma a 600) e che hanno permesso ai cyanobacteria di colonizzare ambienti altrimenti proibitivi come le profondità marine.

Forse, però, la caratteristica più importante del cyanobacterium, è che il suo sfruttamento non richiede l'occupazione di vaste aree coltivate, e questo lo rende molto meno dannoso delle monoculture agroenergetiche inizialmente utilizzate per la produzione di biodiesel. Nel 2007, infatti, la FAO aveva allertato che la diffusione incontrollata delle coltivazioni dedicate al biodiesel avrebbe potuto rappresentare un enorme fattore di rischio per la produzione alimentare dei paesi ospitanti e in generale per la biodiversità di quelle aree. Recenti studi sull'efficienza delle alghe hanno invece calcolato che per sostituire tutto il petrolio usato ogni anno negli Stati Uniti basterebbero 16 milioni di ettari, ricavabili anche da aree desertiche e non coltivabili.

C'è poi un'altra preziosa caratteristica dei cyanobacteria che li rende particolarmente importanti per l'uomo: il loro DNA è particolarmente facile da manipolare. Solo due settimane fa, una squadra di ricerca del Wyss Institute presso la Harvard Medical School è riuscita a modificare il DNA del batterio per costringerlo a produrre acidi lattici (utili per la produzione di plastica biodegradabile), zuccheri semplici e altri componenti chimici solitamente prodotti a livello industriale.

"Quello che stiamo facendo" ha spiegato Jeffrey Way, senior scientist membro dello staff "è utilizzare l'ingegneria genetica per fare in modo che gli organismi agiscano nel modo che noi vogliamo – in questo caso per produrre composti utili all'uomo – queste scoperte hanno significative implicazioni pratiche nel percorso verso un'economia verde." I risultati di Liu, Curtiss, Way e di altri laboratori di ricerca sparsi per il globo, dimostrano che i cyanobacteria possono facilmente essere "perfezionati" per diventare una sorta di fabbrica biosintetica multifunzione, microscopici schiavi biotecnologici al servizio dell'uomo che, date le loro dimensioni e l'assenza di un sistema nervoso, potrebbero non avere problemi con la bioetica più ortodossa.

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