09 enero 2009

Álamos modificados genéticamente

de NeoFronteras de

Plantas modificadas genéticamente para poder descomponer fácilmente su madera podrían ser la clave de una forma más barata y ecológica de producir etanol. Además se podrían aprovechar los desechos agrícolas para pienso para el ganado.

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Hubo un tiempo, no hace mucho, en el que se soñaba con la producción de biocombustible a partir de cultivos. Con ello incluso se pretendía reducir las emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, la experiencia y los cálculos no le han sido favorables hasta ahora. El etanol procedente del maíz ha resultado ser un desastre desde el punto de vista medioambiental y lo mismo se puede decir del biodiesel producido a partir de aceite de soja o de palma.
Pese a todo, todavía se cree que es posible obtener etanol de la madera, concretamente de la celulosa de la madera, de manera ecológica. En esta misma web ya vimos que hay soluciones enzimáticas para producir azúcares a partir de la celulosa de la madera y luego biocombustibles.
Hay que recordar que, pese a la prisa que nos corre solucionar el problema de las emisiones de dióxido de carbono, este tema de los biocombustibles es simplemente una materia de investigación por el momento.
Aunque las cuentas ecológicas dan un resultado más o menos positivo a favor de este sistema de alcohol celulósico hay un obstáculo con el que todavía hay que enfrentarse. La dureza estructural de la madera no sólo procede de la celulosa, sino además de la lignina. La resistencia de las plantas leñosas al viento y al ataque de los microbios procede en gran parte de ésta, que actúa como una barrera que protege los tejidos. Pero esto es un obstáculo a la hora de hacerse con la celulosa si el objetivo es producir bioetanol.
En la madera hay esta celulosa rica en energía de difícil acceso por culpa de la lignina, pero separar esta celulosa del resto de la madera hace que el proceso de producción de alcohol celulósico requiera el uso de calor y productos químicos. Es decir, que el sistema sea menos rentable y ecológico. Las enzimas procedentes de los hongos que atacan a la lignina no están disponibles por ahora, todavía se encuentran en fase de desarrollo y además no son muy eficientes.
Por eso se pensó en producir plantas modificadas genéticamente que carecieran de la capacidad de producir lignina. Obviamente el problema que se presenta es que las plantas así modificadas, presumiblemente álamos y otros árboles, no podrían permanecer en pie y serían mucho más sensibles al ataque de todo tipo de plagas.
John Carlson, Ming Tien y Haiying Liang, todos de Penn State University, han estado trabajando en este tema. Dicen que tratar de conseguir árboles sin lignina es como tratar de obtener un pollo por ingeniería genética que no tenga huesos. Simplemente no tiene sentido.
Estos investigadores buscan aproximaciones diferentes al problema. En lugar de disminuir el contenido en lignina de las plantas con las que trabajan, tratan de modificar las conexiones químicas de la lignina, de este modo no se compromete la rigidez estructural de la planta. Toman un gen de la plantas de alubias y lo introducen en células de álamos. Con esto pretenden conseguir álamos transgénicos en los cuales sus moléculas de lignina se unan unas a otras mediante una proteína específica.
El resultado es una planta con un polímero de lignina que tiene una proteína introducida entre medias. Cuando esto ocurre se obtiene una lignina muy similar a la habitual en cuanto a sus funciones estructurales y de protección, pero que puede ser degrada fácilmente en un proceso industrial con unas enzimas que ataquen la proteína en lugar de enzimas que ataquen a la propia lignina. Enzimas que ataquen proteínas ya se usan en diversos procesos, como en el detergente comercial para el lavado de ropa.
Las plantas modificadas genéticamente que estos investigadores han obtenido parecen ser tan resistentes como las normales y pueden ser transformadas en etanol de una manera más eficiente. Las primeras pruebas indican que en los pasos previos a la producción etanol se observa un aumento de la concentración de azúcares si se parte de estas plantas en lugar de usar las normales.
Un beneficio colateral de esta idea sería su uso en el forraje para el ganado. Determinados subproductos de cultivos agrícolas contienen demasiada lignina como para que el ganado los consuma y algunos rumiantes como las vacas enferman si lo hacen. Sus aparatos digestivos tratan de digerir la lignina y al no poderlo hacer fácilmente producen exceso de gas y los animales terminan con problemas digestivos.
Pero todos los animales tienen enzimas para romper aminoácidos y pequeñas proteínas que el intestino puede luego absorber como nutrientes. Según Carlson, si se hace este mismo tipo de ingeniería genética en la alfalfa o en el heno será más fácil para las vacas romper la lignina con sus propias enzimas.
Esta misma tecnología podría potencialmente ser transferida a otros cultivos de biomasa e incluso ayudar a la transformación de desechos agrícolas en pienso animal. No obstante las plantas modificadas necesitarán ser aprobadas por los organismos federales de EEUU antes de ser comercializadas.

Fuentes y referencias:
Noticia en Penn State.
Vídeo en Youtube.
Foto cabecera: Plantones de álamos modificados genéticamente (Greg Grieco, Penn State).

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