Bacterias optimizadas para la producción química industrial
A través de un recubrimiento polimérico de la membrana celular de Escherichia coli se mejoró significativamente su capacidad catalítica, reduciendo el consumo de energía y haciendo el proceso más sostenible
Muchas industrias dependen de bacterias para la producción de diversos compuestos. Investigadores de la University of Southern Denmark han desarrollado una modificación estructural en bacterias que permite producir sustancias químicas de manera más eficiente, utilizando menos energía, menos disolventes y generando menos residuos.
Las bacterias son fundamentales para fabricar productos que van desde cervezas y cremas hasta biodiésel y fertilizantes. En particular, la industria farmacéutica emplea bacterias para sintetizar compuestos esenciales como la insulina y la penicilina.
Si bien estas tecnologías han transformado la salud global, el uso de bacterias en procesos industriales conlleva un alto consumo de energía y recursos. Además, se requiere la producción continua de nuevas bacterias debido a su limitada durabilidad en las condiciones de trabajo.
El grupo de investigadores de la University of Southern Denmark se enfocó en mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las bacterias industriales. Su objetivo fue hacerlas más resistentes y reutilizables, reduciendo la necesidad de energía, tiempo y químicos adicionales.
En su más reciente avance, publicado en Nature Catalysis, el equipo desarrolló un recubrimiento polimérico capaz de integrarse con la membrana celular de Escherichia coli mejorando significativamente su capacidad catalítica, reduciendo el consumo de energía y haciendo el proceso más sostenible. Este material permite a las bacterias interactuar con su entorno y realizar reacciones químicas complejas, al tiempo que les proporciona mayor resistencia y durabilidad.
Los polímeros, formados por cadenas de monómeros repetidos, actúan como una protección adicional para las bacterias, aumentando la velocidad y eficacia de las reacciones químicas y permitiendo su reutilización en múltiples ciclos de producción.
El estudio, titulado Engineering living cells with polymers for recyclable photoenzymatic catalysis, demuestra cómo esta estrategia polimérica mejora la estabilidad y eficiencia de las bacterias frente a condiciones adversas. A través de una técnica de polimerización radical en un solo paso, las membranas celulares se modificaron con polímeros catalíticos que protegen a las bacterias y potencian su capacidad para reacciones químicas complejas.
Entre los resultados destacados, se logró una conversión 15 veces superior en reacciones fotoenzimáticas en comparación con los controles, además de la posibilidad de reciclar los catalizadores, reduciendo así los residuos. Este enfoque abre nuevas posibilidades para la biotecnología, la química de polímeros y la síntesis química en cascada.