Perfumería bacteriana

Desde una fragancia de flores que parece traída por la brisa matinal, hasta el aroma de arándanos a punto de ser comidos, los perfumes que se perciben en el laboratorio de Shota Atsumi del Departamento de Química en la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Davis, parecen fáciles de identificar, pero su origen no es el que podríamos suponer. Ni flores, ni bayas, ni otras de las fuentes tradicionales de esas fragancias son el origen de los aromas elaborados en el laboratorio. Los artífices de los olores son nada más ni nada menos que bacterias, modificadas para que realicen trabajos químicos de perfumería.

Concretamente, estas bacterias producen ésteres, que son sustancias ampliamente usadas para colonias y aromatizantes, así como también en procesos químicos para elaborar pinturas, combustibles y otros productos.

Infinidad de sustancias químicas industriales, desde aromatizantes artificiales hasta pinturas, derivan de combustibles fósiles. El equipo de Atsumi aspira a cambiar esta situación, desarrollando una vía, industrialmente útil, para elaborar productos equivalentes pero hechos a partir de recursos renovables.

En las fábricas convencionales, los ésteres se elaboran por vía química, mediante la reacción entre un alcohol y un ácido orgánico. Pero la termodinámica de esta reacción significa que tiende a funcionar en sentido contrario; es más fácil descomponer un éster que formarlo.

Gabriel Rodríguez, a la izquierda, y Shota Atsumi, con un cultivo de bacterias E. coli modificadas para que produzcan un éster de olor dulzón. (Foto: Andy Fell / UC Davis)

Las células vivas pueden también fabricar ésteres. Por ejemplo, las levaduras producen pequeñas cantidades de ésteres que les dan sabores al vino y la cerveza, sin requerir altas temperaturas o condiciones muy especiales.

En pocas palabras, la reacción es químicamente difícil pero biológicamente fácil.

Introduciendo el pequeño cambio adecuado a cada caso en la enzima usada, se cambia el tipo de éster que la bacteria produce.

El equipo de Atsumi, Gabriel Rodríguez y Yohei Tashiro tomó genes responsables de ciertas vías bioquímicas de levaduras y los introdujo dentro de bacterias Escherichia coli. Los ajustes oportunos permiten a estos científicos seleccionar qué éster quieren que las bacterias elaboren.

La técnica abre un camino prometedor hacia la producción de muchos ésteres diferentes en sistemas biológicos. La materia prima que emplean las bacterias está basada en azúcares, los cuales se pueden obtener de la biomasa renovable. La meta final del equipo de Atsumi es lograr la incorporación de estas vías biológicas en cianobacterias (conocidas popularmente como algas verdeazules), organismos unicelulares que pueden extraer energía directamente de la luz solar y el carbono de la atmósfera.
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