Sviluppato un nuovo cloroplasto artificiale facile da produrre in massa.
di Lisa Ovi
Bruciare idrocarburi genera anidride carbonica, ma solo le piante ed alcuni microrganismi sono in grado di convertire l’anidride carbonica in energia grazie all’acqua ed alla luce solare. Un combustibile prodotto economicamente attraverso la fotosintesi artificiale potrebbe dimostrarsi la fonte di energia rinnovabile per eccellenza. I dispositivi capaci di condurre simili processi vengono solitamente chiamati ‘foglie artificiali‘.
Ora, una squadra di ricercatori del Max-Planck-Gesellschaft descrive su “Science” interessanti progressi nella creazione di potenziali ‘foglie artificiali’. La fotosintesi è il processo sviluppato da microrganismi e piante per convertire l’energia del sole in energia chimica, fornendo così tutta la vita sulla Terra con cibo e ossigeno.
I cloroplasti, gli organuli cellulari che ospitano le macchine molecolari, sono i motori naturali più importanti del pianeta. Riuscire a riprodurne le funzioni significherebbe la capacità di produrre energia pulita, composti puliti come antibiotici e altri prodotti semplicemente dalla luce e dall’anidride carbonica.
L’iniziativa interdisciplinare MaxSynBio della Max Planck Society, guidato da Tobias Erb è riuscita a creare con successo una piattaforma per la costruzione automatizzata di compartimenti fotosinteticamente attivi di dimensioni cellulari, “cloroplasti artificiali”, in grado di catturare e convertire l’anidride carbonica dei gas serra con la luce.
I ricercatori della Max Planck si sono avvalsi di due recenti sviluppi tecnologici: il primo nel campo della biologia di sintesi, con la progettazione e la costruzione di nuovi sistemi biologici, capaci di catturare e convertire l’anidride carbonica, e il secondo nel campo della microfluidica, con la costruzione di materiali come goccioline di dimensioni cellulari.
I ricercatori hanno isolato da una pianta di spinaci un cloroplasto che si è dimostrato abbastanza robusto da essere utilizzato per condurre reazioni sia singole che più complesse con la luce, mentre per la fase oscura, i ricercatori hanno utilizzato un proprio modulo metabolico artificiale, chiamato CETCH e composto da 18 biocatalizzatori che si sono rivelati più efficienti di quelli delle piante.
In collaborazione con il laboratorio di Jean-Christophe Baret presso il Centre de Recherché Paul Pascal in Francia, la squadra si è quindi concentrata sull’assemblaggio del sistema. La piattaforma di produzione incapsula le membrane semisintetiche in migliaia di goccioline standardizzate simili a cellule, che possono essere personalizzate in base alle capacità metaboliche desiderate.
Secondo gli autori dello studio, dotando il cloroplasto artificiale di nuovi enzimi si arriva ad un’efficienza 100 volte maggiore dei precedenti approcci sintetico-biologici.
Immagine: Cloroplasti. Des_Callaghan, Wikimedia Commons.
(lo)
