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Las bacterias que normalmente sobreviven con el azúcar han sido alteradas genéticamente para hacerlas capaces de sobrevivir a través del consumo de dióxido de carbono y podrían ser aprovechadas para ayudar a producir suministros sostenibles de alimentos y combustible, afirman los científicos.

En el transcurso de varios meses, los investigadores en Israel crearon una cepa de E-coli que, a través de la manipulación genética, consume CO2 para obtener energía en lugar de compuestos orgánicos.

El equipo utilizó «recableado metabólico», para ayudar a transformar la dieta del E. coli y hacer que consuma CO2 de una manera similar a la de una planta.

Esto implicaba añadir genes que metabolizan el CO2 y eliminar genes que normalmente procesan compuestos de azúcar.

«Desde una perspectiva científica básica, queríamos ver si una transformación tan importante en la dieta de las bacterias -desde la dependencia del azúcar hasta la síntesis de toda su biomasa a partir de CO2- es posible», dijo el primer autor Shmuel Gleizer, becario postdoctoral del Instituto Weizmann de Ciencias.

«Más allá de probar la factibilidad de tal transformación en el laboratorio, queríamos saber cuán extrema es la adaptación necesaria en términos de los cambios en el plano del ADN bacteriano.»

El equipo dijo que los resultados fueron un paso significativo en la biología sintética y destacan la «increíble plasticidad del metabolismo bacteriano» y podrían proporcionar un marco para la futura bioproducción neutra en carbono.

«Nuestro principal objetivo era crear una plataforma científica conveniente que pudiera mejorar la fijación de CO2, lo que puede ayudar a abordar los desafíos relacionados con la producción sostenible de alimentos y combustibles y el calentamiento global causado por las emisiones de CO2», dijo el autor principal Ron Milo, biólogo de sistemas del Instituto Weizmann de Ciencias.

«Convertir la fuente de carbono de E. coli, el caballo de batalla de la biotecnología, de carbono orgánico a CO2 es un paso importante hacia el establecimiento de dicha plataforma.»

El Dr. Gleizer dijo que no existía ningún precedente para el proceso.

«El estudio describe, por primera vez, una transformación exitosa del modo de crecimiento de una bacteria. Enseñar a una bacteria intestinal a hacer trucos por los que las plantas son famosas fue una posibilidad muy remota», dijo.

«Cuando comenzamos el proceso evolutivo dirigido, no teníamos ni idea de nuestras posibilidades de éxito, y no había precedentes en la literatura que guiaran o sugirieran la viabilidad de una transformación tan extrema. Además, ver al final el número relativamente pequeño de cambios genéticos requeridos para hacer esta transición fue sorprendente».

Los autores dicen que una limitación importante es que las bacterias actualmente liberan más CO2 del que se consume a través de la fijación de carbono. Además, se necesita más investigación antes de que sea posible discutir la escalabilidad del enfoque para uso industrial.

Los investigadores dicen que su próximo paso será suministrar energía a través de electricidad renovable para abordar el problema de la liberación de CO2 y mejorar su comprensión de las condiciones en las que la bacteria puede florecer.

«Esta hazaña es una poderosa prueba de concepto que abre una nueva y emocionante perspectiva de utilizar bacterias de ingeniería para transformar productos que consideramos residuos en combustible, alimentos u otros compuestos de interés», dijo el profesor Milo.

«También puede servir como plataforma para comprender mejor y mejorar las máquinas moleculares que son la base de la producción de alimentos para la humanidad y así ayudar en el futuro a aumentar los rendimientos en la agricultura».

La investigación se publica en la revista Cell.

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