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I batteri possono aiutarci a immagazzinare energia e produrre biocarburanti

“Ci sono pochissimi microbi in grado di immagazzinare veramente elettricità rinnovabile”, spiega uno scienziato.

Foto: Pixabay/Geralt

Mentre passiamo a forme di energia rinnovabile, sta diventando sempre più importante produrre batterie di lunga durata a basso costo e con modalità rispettose dell’ambiente.

Inserisci i batteri. Una specie conosciuta come Shewanella oneidensis, per essere precisi.

Questi microrganismi possono sopravvivere e prosperare in condizioni sia aerobiche che anaerobiche con o senza ossigeno. Non solo, ma i microbi impiegano gli elettroni nel proprio metabolismo, utilizzando l’energia per creare precursori essenziali per il fissaggio delle molecole di carbonio, un processo durante il quale gli organismi prendono il carbonio dall’anidride carbonica e lo aggiungono a una molecola organica.

Gli scienziati stanno lavorando per ingegnerizzare artificialmente nuovi batteri che fanno un ulteriore passo avanti utilizzando queste molecole precursori per produrre molecole organiche come i biocarburanti.

Un team di scienziati della Cornell University negli Stati Uniti ha progettato un file metodo che facilita l’assorbimento di elettroni nel metabolismo microbico per la sintesi di molecole organiche complesse ad alta densità energetica da anidride carbonica ed elettricità rinnovabile. Anche pochi microbi possono svolgere il lavoro in modo efficace.

“Ci sono pochissimi microbi che possono veramente immagazzinare elettricità rinnovabile”, spiega Buz Barstow, un assistente professore di ingegneria biologica e ambientale presso il College of Agriculture and Life Sciences che era un membro chiave del team di ricerca.

Esaminando i geni dei batteri con l’aiuto di una tecnica che chiamano “sudoku knockout”, Barstow e i suoi colleghi hanno interrotto i geni uno per uno per vedere quali funzioni svolgevano ciascuno.

“Abbiamo scoperto che molti geni che già conosciamo sull’estrazione di elettroni dalla cellula sono coinvolti anche nell’ottenere elettroni”, ha detto Barstow. “Poi abbiamo anche scoperto questo set di geni completamente nuovo che nessuno aveva visto prima che necessitava di ottenere elettroni nella cellula”.

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Precedenti ricerche hanno dimostrato che questi batteri possono agire come “elettrodi vivi. Altri studiosi hanno sottolineato che L’attrattiva di questo microbo Per le sue “straordinarie prospettive di produzione di energia, bonifica dell’inquinamento e biosintesi”.

Prima che la vita sulla Terra sviluppasse la fotosintesi, i primi batteri probabilmente usavano un percorso simile a quello trovato in Shewanella oneidensis Per sfruttare gli elettroni dal ferro ossidato per estrarre il carbonio dall’anidride carbonica da utilizzare nella produzione di zuccheri, ipotizzano Barstow e colleghi.

Spiegano il percorso utilizzato dai microbi per convertire l’anidride carbonica in zuccheri e biocarburanti altamente efficienti. Può essere facilmente scalato e sarà economico da utilizzare.

ha detto Barstow, che vuole iniziare ad aggiungere geni estratti da Shewanella per me Escherichia coli, un batterio comunemente usato negli esperimenti di laboratorio.

I batteri ingegnerizzati azionati da elettroni potrebbero aprire la strada all’utilizzo di energia rinnovabile per produrre biocarburanti, alimenti e prodotti chimici. Gli scienziati dicono che potrebbe anche essere usato per sequestrare il carbonio.