En una habitación oscura del laboratorio White, los diminutos gusanos se encuentran bajo una lámpara ultravioleta. En el futuro se podría sustituir la viga de acero de la refinería. En segundo lugar, limpiar acres de maíz.
«Nuestro objetivo es alejarnos del petróleo y utilizar células vivas para fabricar los combustibles, medicamentos y productos químicos que necesitamos», dijo José Avelos, profesor asociado de ingeniería química y biológica en el Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente. «En lugar de extraer productos naturales de las plantas, que requieren tierra y fertilizantes, nos interesa producirlos con microorganismos».
Gran parte del trabajo actual de Ávalos involucra levaduras, los organismos simples y unicelulares detrás del pan y la cerveza. Su equipo de investigación está arrastrando estas antiguas tecnologías al siglo XXI, diseñando procesos que utilizan levadura para producir biocombustibles, productos químicos industriales y medicamentos.
(verde) y retículo endoplásmico
(rojo) en contacto. Estos dos son importantes
Dirigido al laboratorio de Ávalos en busca de orgánulos
Producción química. Gracias por la fotografía
investigador
Lo logran manipulando el metabolismo celular para crear microorganismos que produzcan las sustancias químicas y proteínas necesarias. Sus herramientas incluyen el control del espacio y el tiempo.
El tiempo significa controlar el orden en que los microorganismos activan los genes necesarios para producir sustancias químicas. Importante es la optogenética, la técnica de introducir proteínas sensibles a la luz en microorganismos. La optogenética permite a los investigadores activar y desactivar la producción química en biorreactores.
Al mismo tiempo, los investigadores controlan el espacio separando áreas para diferentes etapas del proceso metabólico. Pueden agrupar células de levadura, cada una de las cuales contribuye con una sustancia química diferente que actúa como paso en el producto más grande. O pueden utilizar componentes celulares, llamados orgánulos, para diversos procesos en la célula.
«Podemos realizar una fermentación en la que tenemos dos o más cepas que trabajan juntas para producir la sustancia química de interés», dijo Ávalos. «Dentro de la célula, las mitocondrias y otros orgánulos son áreas separadas donde se puede reaccionar por separado del resto de la célula».
La amplitud de la investigación se presta a la colaboración y Ávalos está trabajando con equipos de investigación de toda la universidad. Entre otros, colaboró con Clifford Brangwin y Daniel Cohen en condensados celulares, Claire White en nuevos biocementos, Peter Jaffe en limpieza ambiental y Jared Tutcher en optogenética.
«El santo grial es establecer un control de circuito cerrado del metabolismo», afirmó. «Es como ajustar el termostato de tu casa: estableces la temperatura óptima y él controla automáticamente tu calentador. En la levadura, estableces las condiciones de funcionamiento y el organismo te da lo que necesitas.
