Identifican una enzima clave para mejorar la producción de biocombustible a partir de biomasa vegetal lignocelulósica
El año pasado, la producción mundial de biocombustible alcanzó aproximadamente los 100 billones de litros, y representó el 2,7% del combustible utilizado en el transporte a nivel mundial. El bioetanol, se obtiene principalmente de cultivos ricos en azúcares, como el maíz y la caña de azúcar. Sin embargo, se están desarrollando tecnologías para generar bioetanol a partir de fuentes no utilizables como alimento, por ejemplo pasto varilla y árboles, ricos en compuestos lignocelulósicos. Los azúcares contenidos en los polímeros que componen la pared celular vegetal (celulosa, hemicelulosa y lignina) pueden ser extraídos y fermentados por levaduras para obtener bioetanol. Sin embargo, un obstáculo para la utilización eficiente de estos compuestos es que la mayoría de los polisacáridos de pared están O-acetilados, y durante el procesamiento liberan acetato, que inhibe la actividad de los microorganismos responsables de la fermentación. Se estima que una reducción del 20% en el grado de acetilación, resultaría en una reducción del 10% en el precio del bioetanol.
En la búsqueda de una solución a este problema, un grupo de investigadores de la Universidad de California, Berkeley, comenzó un proyecto para identificar enzimas responsables de la acetilación de los polisacáridos presentes en materias primas ricas en compuestos lignocelulósicos, particularmente xiloglucano. Utilizando la planta modelo Arabidopsis thaliana, lograron obtener una planta mutante que exhibió una marcada reducción (20-45%) en la acetilación del xiloglucano. La mutación estaba ubicada en el locus ALTERED HEMICELLULOSE XYLOGLUCAN 4 (AXY4). Más aún, los investigadores hallaron en el norte de Escocia una variedad natural de Arabidopsis con bajos niveles de xiloglucano O-acelilado, que poseía una mutación en el mismo locus AXY4. Este hallazgo indicaría que la falta de O-acetilación en los xiloglucanos no representa una desventaja para la planta, y que sería posible bloquear la expresión de este gen mediante ingeniería genética en otras plantas destinadas a la producción de biocombustibles, sin comprometer su viabilidad.
Según Markus Pauly, de la Universidad de California, “la identificación del primer gen que codifica una O-acetiltransferasa de polisacáridos abre las puertas para la identificación de genes similares en cultivos utilizados como materia prima para la producción de biocombustibles. Estos genes pueden ser utilizados como marcadores genéticos para facilitar programas de mejoramiento con el objetivo de generar materias primas con un menor contenido de compuestos lignocelulósicos acetilados para la producción de biocombustibles”.
