Proceso de dos etapas e ingeniería de cepas para la bioconversión continua de CO2 a butanol

Área de la Ciencia:

• Biotecnología; Ingeniería Química; Biología Sintética

Sus antecedentes:

• La conversión eficiente de materias primas gaseosas C1 como el dióxido de carbono (CO2) en combustibles líquidos es un desafío importante en la ingeniería de procesos.
• El desarrollo de métodos sostenibles para la utilización de CO2 es crucial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y crear productos de valor agregado.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y demostrar un sistema integrado de quimiostato para la síntesis continua de butanol a partir de CO2 e H2.
• Establecer un marco fundamental y escalable para la valorización de CO2 en butanol.

Principales métodos:

• Un proceso en tándem que acopla secuencialmente dos biorreactores con microorganismos complementarios.
• Utilización de Sporomusa ovata para la producción autotrófica de acetato a partir de CO2 e H2.
• Empleo de Escherichia coli de ingeniería metabólica para la síntesis de butanol utilizando acetato como única fuente de carbono.

Principales resultados:

• Se logró un título de butanol de 422 ± 4 mg L-1 en cultivos por lotes utilizando ingeniería metabólica multinivel.
• Se demostró un sistema continuo de dos etapas que produce 4.8 mg L-1 h-1 de butanol a partir de CO2 a través de acetato.
• Se identificaron objetivos críticos de optimización para futuras mejoras del proceso.

Conclusiones:

• El estudio presenta una prueba de concepto para un marco escalable de conversión de CO2 a butanol.
• Si bien los títulos actuales no cumplen con los puntos de referencia económicos, el sistema integrado proporciona una vía viable para la producción sostenible de combustible.
• Se necesita una mayor optimización para mejorar la eficiencia y la viabilidad económica.