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Batteri E. coli per la produzione di energia elettrica

17.09.2023

I ricercatori dell’ETH di Losanna (EPFL) hanno fatto un passo avanti significativo creando un ceppo di E. coli modificato artificialmente in grado di produrre elettricità dalle acque reflue del birrificio. Questo ceppo ha superato l'efficacia anche degli ultimi sviluppi della bioingegneria in questo settore.

Per aumentare l'attività elettrica dell'Escherichia coli per produrre elettricità, i ricercatori hanno modificato il suo genoma per includere istruzioni per creare complessi proteici simili a quelli trovati nel batterio Shewanella oneidensis. Quest'ultimo è famoso per la sua capacità di generare corrente elettrica ossidando i metalli, che può essere utilizzata, ad esempio, per rilevare metalli tossici, compreso l'arsenico.

Gli ingegneri hanno integrato con successo tutti i componenti del percorso elettrico dello S. oneidensis nell'E. coli, ottenendo il doppio dell'efficienza rispetto ai ceppi precedentemente bioingegnerizzati che replicavano solo parzialmente il percorso.

Resta però la questione se questi batteri siano in grado di funzionare in condizioni industriali reali e non solo in laboratorio. La ricerca iniziale prevedeva l'analisi della fattibilità dell'uso delle alghe per trattare le acque reflue del birrificio. Poiché tali impianti devono trattare acque contenenti residui di zuccheri, amido, alcol e lieviti, è necessario un trattamento prima del rilascio nell'ambiente per evitare l'attivazione indesiderata di microrganismi.

Il team ha testato il proprio sistema, utilizzando E. coli modificato, sulle acque reflue raccolte da un birrificio locale a Losanna, in Svizzera. I batteri modificati hanno trattato con successo le acque reflue in 50 ore.

Pertanto, l'E. coli ingegnerizzato si è rivelato molto più efficace nel trattamento delle acque reflue industriali, anche se la sua capacità di generare elettricità era ancora leggermente inferiore a quella dell'S. oneidensis, hanno detto gli scienziati.

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Notizie casuali dall'Archivio

Vaccinare le piante invece di usare pesticidi 24.05.2021

L'immunità delle piante può essere attivata in presenza di microrganismi innocui e quindi preparare la pianta al controllo dei parassiti sostituendo i pesticidi. Questa conclusione è stata raggiunta dal Professore Associato Toshiki Furuya e dal Professor Kazuyuki Kuchitsu della Tokyo University of Science.

Le piante hanno sviluppato meccanismi immunitari unici che possono attivare quando rilevano la presenza di un agente patogeno. È interessante notare che la presenza di alcuni microrganismi non patogeni può anche indurre una pianta ad attivare i suoi meccanismi di immunità sistemica, e alcuni studi hanno dimostrato che il pretrattamento delle colture con tali microrganismi non patogeni "attivanti l'immunità" può rendere le colture più preparate a combattere le infezioni da agenti patogeni.

Ciò significa che i microrganismi non patogeni che attivano il sistema immunitario possono agire come vaccini vegetali, fornendo al sistema immunitario della pianta uno stimolo a basso rischio che lo prepara a combattere le minacce reali. Questi sono risultati entusiasmanti per gli scienziati perché suggeriscono la possibilità di utilizzare tale pretrattamento come forma di controllo biologico dei parassiti che ridurrebbe la necessità di pesticidi agricoli.

Attualmente non esiste un metodo semplice per valutare la capacità dei microrganismi di attivare il sistema immunitario delle piante. I metodi convenzionali prevedono l'uso di piante intere e microrganismi, e questo rende inevitabilmente impossibile lo screening tradizionale.

Un team di scienziati dell'Università della Scienza di Tokyo ha sviluppato un metodo di screening basato su cellule vegetali coltivate che facilita tali test. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di metodi di protezione delle colture a base microbica che ridurranno la necessità di pesticidi chimici.

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