Przełom ekologiczny – bioplastik i biopaliwa z bakterii

Organizmy, które wyginęły wiele milionów lat temu, są źródłem dzisiejszych naturalnych zasobów ropy naftowej. Jako fitoplankton i zooplankton osunęły się na dno oceanów oraz starych, dużych zbiorników wodnych i utworzyły osady pod ziemią, będąc narażonymi na ekstremalne gorąco i ciśnienie. Ten proces przekształcił cząsteczki, które zbudowały wszystkie ich zewnętrzne i wewnętrzne membrany, znane jako kwasy tłuszczowe, w główny składnik węglowodorowy ropy naftowej.

Jednakże, aby być przydatnym w produkcji paliw, tworzyw sztucznych i detergentów, węglowodory ropopochodne muszą być chemicznie skracane w łańcuchy o średniej długości 8 do 12 cząsteczek węglowodorowych i odpowiednim zestawem właściwości – proces ten nazywa się krakingiem. Wraz ze wzrostem długości łańcuchów węglowodorowych ich konsystencja zmienia się z gazu na ciecz, a następnie w wosk.

Aby pomóc w uniknięciu dalszego wyczerpywania się paliw kopalnych i obciążenia środowiska związanego z rafinowaniem i krakowaniem ropy naftowej, inżynierowie pracują nad „projektantami kwasów tłuszczowych” o prawidłowych długościach łańcucha, które można wytworzyć w dużych kulturach bakteryjnych, wykorzystując własne tłuszczowe mikroorganizmy oraz maszyny do syntezy kwasów.

„W produkcji biopaliw i bioplastików dążymy do uzyskania średniej długości łańcuchów, które sprawiają, że kwasy tłuszczowe są płynne i zapewniają pożądaną temperaturę wrzenia, niskie temperatury i lepkość są głównymi cechami benzyny i olejów napędowych”, powiedział Jeffrey Way, starszy pracownik naukowy w Instytucie Inżynierii Biologicznej Wyss Institute. „Do tej pory brakowało nam odpowiedniego rodzaju enzymu, który mógłby wydajnie wytwarzać łańcuchy kwasów tłuszczowych o średniej długości w układach bakteryjnych.”

„W tym badaniu wkładamy dużo pracy, w celu przeprogramowania różnych etapów metabolizmu kwasów tłuszczowych bakterii w kierunku produkcji projektowych cząsteczek do biopaliw i bioplastików, które mogłyby być produkowane na skalę przemysłową. Być w stanie to zrobić, w dłuższej perspektywie, może ogromnie pomóc w oszczędzaniu zasobów naturalnych i utrzymać nasze środowisko w takim stanie, jaki byśmy chcieli zostawić przyszłym pokoleniom i jaki sami chcielibyśmy mieć”, powiedziała Pamela Silver, która jest również profesorem biochemii i biologii systemów w Harvard Medical School (HMS).