Nuovo traguardo nella fissazione della CO2

Buone notizie dal mondo delle tecnologie per la cattura e la conversione dell’anidride carbonica e, in particolare, dal Max-Planck-Institute for Terrestrial Microbiology in Germania, dove un gruppo di ricercatori ha messo a punto una tecnica di bio-fissazione sintetica del biossido di carbonio (CO2) in cellule viventi.

Il percorso sintetico di fissazione prende il nome di ciclo THETA e coinvolge 17 biocatalizzatori provenienti da 9 microorganismi in grado di convertire la CO2 nel metabolita acetil-CoA. Di questi catalizzatori due in particolare fissano il carbonio e sono anche i più veloci a farlo per quanto finora scoperto: si tratta degli enzimi crotonil-CoA carbossilasi/reduttasi e fosfoenolpiruvato carbossilasi. Entrambi, presi singolarmente, sono in grado di accelerare la reazione di cattura della CO2 lavorando fino a 10 volte più velocemente della ribulosio-bisfosfato carbossilasi, l’enzima deputato alla bio-fissazione della CO2 negli organismi vegetali. Il ciclo THETA, diviso in tre moduli, è stato implementato con successo nel batterio Escherichia coli. Questa realizzazione apre nuove strade per la cattura e la conversione della CO2, cruciali per affrontare l'emergenza climatica. Ogni ciclo THETA converte due molecole di biossido di carbonio in una di acetil-CoA, composto per il metabolismo di tutti gli organismi viventi ed elemento costitutivo per una vasta gamma di biocomposti, inclusi biocarburanti.

“La particolarità di questo ciclo è che contiene diversi intermedi che fungono da metaboliti centrali nel metabolismo del batterio”, spiega Shanshan Luo, autore principale dello studio pubblicato su Nature Catalysis. “Questa sovrapposizione offre l’opportunità di sviluppare un approccio modulare per la sua implementazione. Tuttavia, non siamo ancora riusciti a chiudere completamente il ciclo affinché E. coli possa crescere esclusivamente con CO2”. In altre parole, un batterio di E. coli ingegnerizzato con queste modifiche non è in grado di nutrirsi di sola CO2. La chiusura completa del ciclo THETA rimane una sfida maggiore, poiché tutte le 17 reazioni devono essere sincronizzate con il metabolismo naturale di E. coli.