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La lignina, teñida de rojo en esta
sección transversal de un tallo,
dificulta la conversión de la
biomasa en combustible
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La modificación de un gen en las plantas hace que sea mucho más fácil procesar la biomasa para producir combustible.
POR KEVIN BULLIS TRADUCIDO POR FRANCISCO REYES (OPINNO)
Una novedosa modificación genética en plantas podría hacer que los biocombustibles avanzados fueran más competitivos frente a los combustibles fósiles, según un estudio publicado la semana pasada en la revista Science. Gracias a esta modificación, un costoso paso en la fabricación de biocombustibles podría acabar siendo innecesario.
Actualmente casi toda la producción de etanol proviene del azúcar y el almidón de la caña de azúcar y el grano de maíz. La producción de biocombustibles a partir de biomasa sigue siendo demasiado cara para ser competitiva, en parte porque el método actual para extraer la lignina de la celulosa (la lignina es la sustancia que le da propiedades leñosas a las plantas) consiste en el tratamiento de la biomasa con ácido caliente. Este paso es caro, en parte debido a que requiere el uso de equipo especializado que pueda soportar el ácido.
En el nuevo trabajo, los investigadores descubrieron que al eliminar un gen clave responsable del modo en que se forma la lignina, las plantas producen mucha menos cantidad de la sustancia. A continuación, mostraron que el 80 por ciento de la celulosa en estas plantas modificadas se podía convertir en azúcar sin tratarla con ácido. En comparación, en las plantas normales no tratadas, solo se puede convertir el 18 por ciento de la celulosa.
El trabajo aún está lejos de tener una aplicación comercial. Los investigadores todavía tienen que demostrar que el método funciona con el tipo de plantas que se utilizarán para la fabricación de biocombustibles, tales como el pasto varilla o el álamo, pero han encontrado pasos similares de producción de lignina en estas plantas, lo que sugiere que será posible transferir el enfoque.
Otra dificultad es que la modificación genética produce plantas más cortas, con menos biomasa, lo que llevaría a reducir los rendimientos de los biocombustibles. El problema es que la lignina es un material estructural fundamental, y la disminución afecta demasiado a la forma en crecen las plantas. Sin embargo, varios investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de EE.UU. han demostrado recientemente una forma de reducir el contenido de lignina en algunas partes de la planta, pero no en otras, permitiendo de ese modo que la planta crezca normalmente. Woet Boerjan, profesor de VIB, un instituto de investigación en Bélgica, y uno de los investigadores involucrados en el nuevo trabajo, señala que en su caso podría funcionar un enfoque similar.
Mientras tanto, varias compañías han estado desarrollando sus propias formas de evitar el tratamiento con ácido. Ceres, con sede en Thousand Oaks, California (EE.UU.), afirma que ha hecho modificaciones en plantas, entre ellas la reducción del contenido de lignina. Ha probado el método en laboratorios, y este otoño cosechará y probará unos cultivos en los que está trabajando actualmente. Richard Hamilton, director general de Ceres, afirma que eliminar el pretratamiento con ácido podría reducir la cantidad de enzimas necesarias para convertir la celulosa en azúcar, y podría reducir hasta 1 dólar (0,75 euros) por galón el coste de la producción de etanol a partir de biomasa, una gran reducción dentro de una industria que espera llegar a un coste de 3 a 4 dólares (2,25 a 3 euros) por galón.
Actualmente casi toda la producción de etanol proviene del azúcar y el almidón de la caña de azúcar y el grano de maíz. La producción de biocombustibles a partir de biomasa sigue siendo demasiado cara para ser competitiva, en parte porque el método actual para extraer la lignina de la celulosa (la lignina es la sustancia que le da propiedades leñosas a las plantas) consiste en el tratamiento de la biomasa con ácido caliente. Este paso es caro, en parte debido a que requiere el uso de equipo especializado que pueda soportar el ácido.
En el nuevo trabajo, los investigadores descubrieron que al eliminar un gen clave responsable del modo en que se forma la lignina, las plantas producen mucha menos cantidad de la sustancia. A continuación, mostraron que el 80 por ciento de la celulosa en estas plantas modificadas se podía convertir en azúcar sin tratarla con ácido. En comparación, en las plantas normales no tratadas, solo se puede convertir el 18 por ciento de la celulosa.
El trabajo aún está lejos de tener una aplicación comercial. Los investigadores todavía tienen que demostrar que el método funciona con el tipo de plantas que se utilizarán para la fabricación de biocombustibles, tales como el pasto varilla o el álamo, pero han encontrado pasos similares de producción de lignina en estas plantas, lo que sugiere que será posible transferir el enfoque.
Otra dificultad es que la modificación genética produce plantas más cortas, con menos biomasa, lo que llevaría a reducir los rendimientos de los biocombustibles. El problema es que la lignina es un material estructural fundamental, y la disminución afecta demasiado a la forma en crecen las plantas. Sin embargo, varios investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de EE.UU. han demostrado recientemente una forma de reducir el contenido de lignina en algunas partes de la planta, pero no en otras, permitiendo de ese modo que la planta crezca normalmente. Woet Boerjan, profesor de VIB, un instituto de investigación en Bélgica, y uno de los investigadores involucrados en el nuevo trabajo, señala que en su caso podría funcionar un enfoque similar.
Mientras tanto, varias compañías han estado desarrollando sus propias formas de evitar el tratamiento con ácido. Ceres, con sede en Thousand Oaks, California (EE.UU.), afirma que ha hecho modificaciones en plantas, entre ellas la reducción del contenido de lignina. Ha probado el método en laboratorios, y este otoño cosechará y probará unos cultivos en los que está trabajando actualmente. Richard Hamilton, director general de Ceres, afirma que eliminar el pretratamiento con ácido podría reducir la cantidad de enzimas necesarias para convertir la celulosa en azúcar, y podría reducir hasta 1 dólar (0,75 euros) por galón el coste de la producción de etanol a partir de biomasa, una gran reducción dentro de una industria que espera llegar a un coste de 3 a 4 dólares (2,25 a 3 euros) por galón.
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