Gli scienziati hanno recentemente introdotto un innovativo batterio rivestito di polimero, progettato per aumentare la sua efficienza catalitica e sostenibilità nelle applicazioni industriali. Questo nuovo batterio potenziato, mirato a ridurre al minimo l’impatto ambientale e le risorse necessarie nel settore farmaceutico, è stato sviluppato per essere più resistente e riutilizzabile.
Ruolo dei Batteri nell’Industria
I batteri svolgono un ruolo fondamentale in diverse industrie, come quella chimica e farmaceutica, contribuendo alla produzione di una vasta gamma di prodotti, tra cui birra, creme per il viso, biodiesel e fertilizzanti. Nel settore farmaceutico, ad esempio, i batteri sono essenziali per la sintesi di sostanze vitali come l’insulina e la penicillina.
Nonostante i benefici apportati dalla produzione basata sui batteri, ci sono sfide significative da affrontare. Il processo richiede un’elevata quantità di energia e spesso implica l’uso di solventi aggressivi. Inoltre, i batteri impiegati hanno una durata limitata e devono essere frequentemente sostituiti, aumentando i costi e l’impatto ambientale.
Potenziamento della Durata ed Efficienza Batterica
Changzhu Wu, chimico e professore associato presso l’Università del Sud della Danimarca, si impegna a rendere i batteri industriali più robusti ed efficienti. La sua ricerca si concentra sulla riduzione dell’energia, del tempo e dei prodotti chimici necessari per sostenere i batteri, rendendoli riutilizzabili e prolungandone la durata operativa.
La sua ultima innovazione, descritta su Nature Catalysis, ha introdotto un batterio super potenziato, basato sull’E. coli, che ha subito una trasformazione per potenziarne le capacità catalitiche. Questo approccio ha permesso di ridurre il consumo di energia e rendere il processo produttivo più sostenibile, come spiega lo stesso Changzhu Wu.
E. coli nelle Applicazioni Industriali
Pur essendo comunemente associato a malattie trasmesse dagli alimenti, l’E. coli è ampiamente impiegato nell’industria farmaceutica per la produzione di farmaci essenziali come l’insulina e l’ormone della crescita. Tuttavia, la sostituzione frequente di questi batteri comporta un impatto significativo sull’ambiente, sull’energia e sul tempo, a causa di fattori come alte temperature, pH estremi, radiazioni UV e l’esposizione a solventi.
Nel processo di sviluppo della ‘cappa di Superman’, Changzhu Wu ha cercato un materiale in grado di rivestire i batteri, consentendo loro di interagire con l’ambiente per eseguire reazioni chimiche complesse.
La Soluzione Polimerica
La soluzione proposta è un rivestimento polimerico che si fonde con la membrana cellulare del batterio. I polimeri, costituiti da miliardi di unità identiche chiamate monomeri, sono stati innestati nella membrana cellulare dell’E. coli. Questo approccio ha portato a due risultati significativi: i batteri sono diventati più robusti ed efficienti, in grado di eseguire reazioni chimiche complesse in modo più rapido, e sono stati resi più protetti, consentendo un utilizzo ripetuto. In definitiva, si tratta di un ‘batterio Superman’ più sostenibile, come illustrato da Changzhu Wu.
Riferimento: Engineering living cells with polymers for recyclable photoenzymatic catalysis, pubblicato su Nature Catalysis il 11 dicembre 2024. DOI: 10.1038/s41929-024-01259-5
