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L'enzima trovato risolverà il problema del biocarburante

18.08.2013

Gli scienziati hanno scoperto un enzima che aumenta più volte la produzione di biocarburanti da materiali vegetali. Forse questa scoperta renderà i combustibili rinnovabili competitivi con il petrolio.

Un team internazionale di scienziati della VIB e dell'Università di Gent (Belgio), dell'Università di Dundee (Regno Unito), del James Hutton Institute (Regno Unito) e dell'Università del Wisconsin (USA) hanno scoperto un nuovo gene responsabile del processo di biosintesi della lignina. Questa è una scoperta molto importante, poiché la lignina è l'unico ostacolo ai biocarburanti economici.

La lignina è il componente principale della parete cellulare secondaria di una pianta. Questa sostanza impedisce la trasformazione efficiente della biomassa in combustibile. La parete cellulare vegetale è composta principalmente da lignina e molecole di zucchero come la cellulosa. È la cellulosa che può essere convertita in glucosio, che, a sua volta, viene trasformato dalla fermentazione in alcol (la base del carburante). Sfortunatamente, a causa della lignina, questo non è facile da fare, poiché la lignina tiene saldamente insieme le molecole di zucchero. In natura, questo fornisce rigidità agli steli delle piante, che possono così crescere verso l'alto. La rimozione della lignina richiede processi industriali ad alta intensità energetica e dannosi per l'ambiente, il che rende i biocarburanti costosi e talvolta anche più dannosi per l'ambiente rispetto al petrolio.

Se si potesse trovare un modo rapido ed economico per rimuovere la lignina, o se si potessero sviluppare piante con un minimo di lignina e un massimo di biomassa a crescita rapida, questo darebbe un potente impulso al progresso nel campo dell'energia verde.

Per molti anni, i ricercatori hanno studiato le vie biosintetiche della lignina nelle piante. Un team internazionale di scienziati che studia questo problema sulle piante di Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) ha scoperto un nuovo enzima responsabile della produzione di lignina. Questo enzima, chiamato caffeoil shikimato esterasi o CSE, svolge un ruolo centrale nella biosintesi della lignina. La disattivazione del gene responsabile della produzione di CSE riduce del 36% la quantità di lignina nella pianta.

Inoltre anche la lignina che rimane nella pianta ha una struttura alterata e si rimuove più facilmente dalla pianta. Di conseguenza, la disattivazione del gene CSE aumenta di 4 volte l'efficienza della conversione diretta della cellulosa in glucosio dalla biomassa vegetale pretrattata: dal 18% nelle piante di controllo al 78% nelle piante mutanti CSE.

Gli scienziati hanno ottenuto un grande successo nel migliorare l'efficienza della conversione della biomassa in combustibile. Attualmente, gli scienziati stanno lavorando per trasformare gli esperimenti di laboratorio in un processo industriale. Tecnologicamente non è così difficile, l'importante è ottenere tutti i permessi per la coltivazione di piante geneticamente modificate. Molto probabilmente, inizialmente, verranno utilizzate come materie prime piante naturali a crescita rapida e ricche di cellulosa, come pioppo, eucalipto o miglio.

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