Un aspetto della fotosintesi che ancora non conoscevamo

I cloroplasti, organuli cellulari che contengono la clorofilla. Imagecredit: Wikimedia Commons

Clorofilla: una molecola straordinaria e complessa che è stata progettata dalla natura per consentire alla vita vegetale di svolgere quella sbalorditiva trasformazione fisica che è la fotosintesi.

Non ha nulla a che fare con il cloro, con cui tuttavia ne condivide parte dell’etimologia χλωρός (chloros “verde”) e φύλλον (phyllon “foglia”), infatti entrambi assumono una colorazione verde, ma mentre quella dell’alogeno è decisamente venefica e lascia un senso di sterilità, la clorofilla è sinonimo di vita e di prosperità.

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Zucchero? Lo preferisce di barbabietola, di canna o fotosintetico?

Alcuni ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering e della Medical School, due dipartimenti dell’Università di Harvard,  hanno bioingegnerizzato un ceppo di batteri fotosintetici rendendoli capaci di produrre zuccheri semplici ed acido lattico. Questa innovazione potrebbe condurre alla progettazione di nuovi metodi ecocompatibili per la produzione di sostanze chimiche di base in grande quantità.

Questa incredibile “fabbrica fotosintetica” potrebbe anche essere in grado di ridurre le emissioni di biossido di carbonio associate al trasporto dello zucchero a livello globale dai paesi produttori, oltre a contribuire alla produzione di plastiche biodegradabili, dove l’acido lattico riveste un ruolo importante, e infine a consentire il sequestro delle emissioni nocive di CO2 dalle centrali elettriche e altri impianti industriali, gas di cui questi batteri sono ghiotti.

In particolare, l’acido lattico viene utilizzato come monomero per la produzione di acido polilattico (PLA), a cui segue l’applicazione come plastica biodegradabile. Questo tipo di plastica è un’ottima alternativa per sostituire la plastica tradizionale prodotta dal petrolio,  oltre alla sua elevata biodegradabilità, anche per le minori emissioni di anidride carbonica della fase produttiva, normalmente espletata tramite un processo di fermentazione.

Oltre al suo positivo e indubbio impatto ambientale quindi, questa tecnologia offre anche discreti vantaggi economici. Infatti, grazie a questo metodo basato interamente sulla fotosintesi, il costo di produzione di zuccheri, acido lattico e altri composti diventerebbe decisamente competitivo rispetto ai metodi tradizionali.

Le attuali ricerche del Dr. Jeffrey Way e del team della dottoressa Pamela Silver, rappresenta solo l’ultima delle innovazioni di un programma ad ampio spettro in cui l’Istituto Wyss, in collaborazione con diversi partner, è impegnato nello sviluppo di metodi ambientalmente sostenibili per la produzione di biocarburanti, di idrogeno, di additivi alimentari e di altri prodotti chimici ad alto valore aggiunto.

Inutile ricordare che i batteri sono degli instancabili lavoratori, non hanno sindacati e non scioperano, non si mettono in mutua, non chiedono un salario, ma soprattutto non ti fanno le scarpe per inseguire la propria carriera! 😀

Fonte: PhysOrg

In sun we trust!

Lo scorso 9 giugno Michael Grätzel è stato premiato con il  prestigioso Millennium Technology Prize per aver sviluppato una cella solare contenente un particolare pigmento organico fotosensibile a basso costo (dye-sensitized solar cells). Questo sistema foto-elettrochimico attualmente è la migliore tecnologia disponibile, se non in termini di efficienza, per il suo ottimo rapporto prezzo\prestazioni,  che lo rende perfino più competitivo rispetto a qualsiasi tipo di generazione elettrica ottenuta da carburanti fossili. Un traguardo che sicuramente verrà reso ridicolo di fronte al ritmo con cui questa tecnologia si sta evolvendo.

La cella in sintesi è composta da un piccolo modulo di vetro sul quale viene applicato uno strato sottile poroso di biossido di titanio ridotto in nanoparticelle (TiO2 – un minerale abbondante e non tossico),  quindi rivestito da un pigmento organico a base vegetale che assorbe la luce, lo stesso compito che ricopre la clorofilla delle piante. La produzione e i materiali utilizzati sono una valida alternativa ai classici pannelli di silicio, sui quali pendono recentemente anche alcuni dubbi inerenti il loro futuro massiccio smaltimento, una volta esausti.

La Terra riceve dal sole un flusso di energia rinnovabile utilizzabile, che eccede i 120 petawatt, un valore pari a 8.000 volte i consumi  energetici mondiali totali riferiti al  2004. Un valore che farebbe impallidire qualsiasi  tipo di centrale nucleare.

In aggiunta agli indubbi vantaggi economici, vi è la possibilità di creare dei supporti sottilissimi, flessibili e anche trasparenti, adatti a molteplici impieghi e situazioni con estrema praticità.

Dove bisogna firmare per vederli al supermercato?

Fotosintesi ittica

Quanti OGM nell'acquario!

Vedo già alcuni volti inorridire per questa notizia, è vero, ormai l’incredulità è rimasta dietro le nostre spalle, ben poco riesce più a stupire, ma per indignarsi si è sempre disponibili.

Durante una recente conferenza a Boston, inerente argomenti di sintesi biologiche, l’intervento di una biologa scuote la platea con la rivelazione di un nuovo piano di ricerche, in verità già in corso.

Pamela Silver, Professoressa del Dipartimento di Biologia presso l’Harvard Medical School, i cui studi si concentrano sui cianobatteri e sintesi biochimiche, rivela la bizzarra associazione fra le suddette alghe azzurre e un pesce, coniugati forse nel tentativo di accrescere le potenzialità di assimilazione energetica del vertebrato, o chi per esso…

Il pesce zebra (o Danio rerio)

All’atto pratico, un embrione di pesce zebra è stato impiantato con alcune cellule di cyanobacteria fluorescenti. La trasparenza di questi pesci li rende candidati ideali per questo tipo di ricerche, nonostante l’ovvio disappunto delle cavie utilizzate, ma tantè.

Sorprendendo gli stessi ricercatori, la creatura sopravvive e si sviluppa, come anche i batteri fluorescenti, o ciò che ne rimane. Pam ricorda che quando utilizzarono l’E. coli, i pesci esplosero, evidentemente la tolleranza ai cianobatteri è più elevata.

Al momento, il sistema biologico non possiede una resa energetica sufficiente per il sostentamento autonomo del pesce, ma i ricercatori stanno sperimentando diversi approcci di ingegneria genetica per aumentarne l’efficienza.

Il video che segue mostra un embrione del pesce zebra (in verde) inoculato con i cianobatteri fluorescenti fotosintetici (in rosso).

La possibilità che un giorno anche gli organismi eucarioti, con differenziazione cellulare, eterotrofi e mobili durante almeno uno stadio della loro vita, fra cui si annovera anche l’uomo, possano godere di peculiarità fotosintetiche, fa riflettere sul fatto che potremo diventare artefici della nostra stessa evoluzione.
Più inquietante o affascinante?