Os pesquisadores copiaram a forma como os organismos produzem produtos químicos tóxicos sem se prejudicar, pavimentando o caminho para uma produção mais verde de produtos químicos e combustíveis.

A nova técnica, pioneiro por cientistas do Imperial College London, poderia reduzir a necessidade de usar combustíveis fósseis para criar produtos químicos, plásticos, fibras e combustíveis.

Atualmente, muitos produtos químicos úteis são produzidos a partir de combustíveis fósseis, que requerem mineração, são de oferta limitada, e interromper o ciclo do carbono. Uma alternativa é projetar microorganismos como Escherichia coli ( E. coli ) e cianobactérias para produzir produtos químicos de forma mais sustentável, diretamente do dióxido de carbono atmosférico.

Contudo, muitos dos produtos químicos que podem ser produzidos dessa forma são tóxicos para os microorganismos, reduzindo sua capacidade de fazer grandes quantidades de uma forma econômica.

Agora, copiando a maneira como os organismos naturais lidam com seus próprios produtos químicos tóxicos, pesquisadores demonstraram que as bactérias podem ser programadas para produzir produtos químicos sem também prejudicar o crescimento.

Este conceito pode ser usado para produzir produtos químicos úteis, plásticos e até combustíveis, o que poderia reduzir ainda mais a necessidade de combustíveis fósseis e ajudar a minimizar as mudanças climáticas. A nova técnica e uma primeira prova de conceito são publicadas hoje em Proceedings of the National Academy of Sciences .

Pesquisador principal, Dr. Patrik Jones, do Departamento de Ciências da Vida da Imperial, disse:"Vimos o que a natureza já faz, para seu próprio benefício, e aplicou a ideia à biotecnologia, para nosso benefício. "

Organismos como plantas e leveduras às vezes produzem produtos químicos que são tóxicos para eles, então, para armazená-los com segurança, eles fazem pequenas modificações nos produtos químicos para torná-los inofensivos. Os produtos químicos resultantes são conhecidos como 'derivados', e pode ser devolvido ao original, forma tóxica por meio de uma química relativamente simples.

A equipe pegou essa ideia e usou a engenharia genética para programar E. coli e cianobactérias para produzir 1-octanol, um produto químico usado atualmente em perfumes, que é tóxico para as bactérias. Eles então adicionaram um conjunto extra de instruções para E. coli portanto, produziria dois derivados diferentes de 1-octanol que são menos prejudiciais.

Os pesquisadores dizem que se isso fosse ampliado para sistemas industriais, as bactérias modificadas produziriam o derivado não tóxico de 1-octanol, que seria então recuperado e quimicamente transformado de volta em 1-octanol, pronto para uso.

A equipe descobriu que seu sistema produzia 1-octanol sem afetar o crescimento da bactéria. Eles também descobriram que o sistema produzia mais 1-octanol do que um sistema sem a etapa de derivatização, o que eles acham que está relacionado ao fato de que o derivado não é apenas menos tóxico, mas também mais solúvel na água ou solvente circundante.

Dr. Jones disse:"Um produto químico mais solúvel pode se mover para longe das células mais rapidamente, onde é menos provável que interfira com qualquer um dos processos da bactéria. "

Agora a equipe mostrou o conceito de criação de derivados usando microorganismos programados, eles querem configurar um sistema completo, desde a produção do derivado até a recuperação do produto químico desejado.

Isso os ajudará a refinar o processo, e, potencialmente, ampliá-lo para uso em ambientes industriais.