Un nuovo percorso di biosintesi potrebbe espandere la produzione di oli a base biologica di alto valore

Gli scienziati hanno scoperto un nuovo percorso di biosintesi nei semi di Orychophragmus limprichtianus, una specie vegetale che produce acidi grassi rari e preziosi, potenzialmente espandendo la capacità di fabbricare oli a base biologica di alto valore utilizzati in applicazioni industriali come lubrificanti. La scoperta, dettagliata in un recente studio pubblicato su Science Advances, introduce un nuovo metodo per produrre acidi grassi cheto-idrossi a catena lunga, in particolare quelli che vanno dalla lunghezza della catena di carbonio di C24 a C28, che attualmente sono difficili da sintetizzare con mezzi convenzionali.

Il team di ricerca, con sede al Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI), ha impiegato una combinazione di tecniche analitiche avanzate tra cui cromatografia a strato sottile (TLC), cromatografia gassosa-spectometria di massa (GC-MS) e cromatografia liquida-spectometria di massa (LC-MS) per analizzare la composizione lipidica dei semi di O. limprichtianus. Questi metodi hanno permesso di identificare la presenza di questi acidi grassi non comuni, che possiedono strutture chimiche uniche che li rendono altamente desiderabili per usi industriali specializzati.

Ulteriori indagini sui meccanismi biochimici alla base della sintesi di questi acidi grassi hanno portato i ricercatori a concentrarsi su due enzimi chiave: l'acido grasso elongasi 1 (FAE1) e la 3-chetoacil-CoA reduttasi (KCR1).

Per confermare le loro scoperte, i ricercatori hanno ricostruito il percorso biosintetico identificato all'interno di un ospite di semi oleosi ingegnerizzati. Questa ricostruzione di successo ha convalidato la funzione degli enzimi in un organismo vivente, dimostrando la fattibilità di utilizzare questo percorso per produrre oli di alto valore in altri ospiti vegetali o microbici. Tali progressi potrebbero migliorare significativamente l'efficienza e la scalabilità della produzione di oli bio-based, offrendo un'alternativa sostenibile ai prodotti derivati dal petrolio.

Le implicazioni di questa scoperta si estendono oltre l'interesse accademico, in quanto presenta una strada promettente per lo sviluppo di un toolkit di biologia sintetica più robusto su misura per applicazioni industriali. Sfruttando le capacità uniche di O. limprichtianus, gli scienziati possono ora esplorare nuovi modi per ingegnerizzare piante o microbi per produrre specifici tipi di bio-oli che soddisfino le esigenze di vari settori, tra cui la produzione, il trasporto e le energie rinnovabili. Lo studio è stato scritto da Hyojin Kim e colleghi, il cui lavoro evidenzia l'evoluzione del metabolismo dei lipidi vegetali e il suo potenziale per rompere i vincoli tradizionali nell'ingegneria degli acidi grassi.

I loro risultati sottolineano l'importanza di esplorare sistemi biologici non convenzionali per scoprire nuovi percorsi che potrebbero sostenere la crescente domanda di materiali sostenibili a base biologica. Il team di ricerca comprende individui con background diversi, tra cui Sadie Harley, che ha una laurea in scienze della vita ed ecologia e porta esperienza da laboratori di microbiologia e industria farmaceutica. Robert Egan, un altro collaboratore, combina competenze in biologia matematica con un master in scrittura creativa, offrendo una prospettiva unica sulla comunicazione scientifica.

Mentre la spinta globale verso la sostenibilità si intensifica, scoperte come questa offrono soluzioni tangibili per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e promuovere l'innovazione nella chimica verde.