Celdas de combustible bacterianas

¿Y si se pudiera obtener electricidad para el hogar a partir de las aguas residuales? ¿O hacer funcionar un marcapasos con el azúcar de la sangre en vez de una batería tradicional? Los científicos esperan que las células de combustible microbianas - dispositivos que utilizan bacterias para generar electricidad - podrían un día hacer esta visión una realidad.

El bio-ingeniero Tim Gardener cree que la biología sintética podría crear bacterias que produzcan electricidad a partir de la basura en forma más eficiente.

Mientras que las células de combustible típicas utilizan el hidrógeno como combustible, separando electrones para crear electricidad, las bacterias pueden utilizar una amplia variedad de nutrientes como combustible. Algunas especies, tales como la Shewanella oneidensis y la Rhodoferax ferrireducens, transforman esos nutrientes directamente en electrones. De hecho, los científicos han creado células de combustible microbianas experimentales que pueden funcionar con glucosa y aguas residuales. Aunque estos organismos microscópicos son notablemente eficientes en producir energía, no producen lo suficiente como para usos prácticos. Las bacterias son pequeñas pero poderosas fábricas químicas. Para sostener la demanda celular de energía y recursos, las bacterias catalizan un vasto conjunto de reacciones químicas. Manipulando de forma inteligente el metabolismo bacteriano, el extraordinario potencial catalítico de las bacterias puede ser utilizado para generar energía utilizable contribuyendo además a los desafíos medioambientales.

Tim Gardner, un bio-ingeniero de la Universidad de Boston, ha desarrollado una nueva técnica para estudiar las redes de genes que controlan las reacciones químicas que ocurren en las células bacterianas. El "mapa” resultante será un avance para el campo de la biología sintética: la búsqueda por diseñar y construir sistemas biológicos que pueden realizar funciones específicas. El propósito del equipo de Gardner es intervenir el sistema de control genético (la red de genes), con un enfoque más típicamente usado en ingeniería, para que las bacterias puedan producir energía más eficientemente.

Como prueba de funcionamiento de su técnica, Gardner y su equipo de trabajo analizaron la red reguladora de la escherichia coli, una bacteria común usada a menudo en investigación. Los investigadores identificaron más de 200 reguladores de genes que se podrían utilizar en circuitos biológicos sintéticos. Ellos están aplicando esa tecnología a la bacteria Shewanella.

La siguente es una entrevista realizada a Tim Gardener respecto de este tema por Technology Review [En Inglés]