Una investigación descubre bacterias que podrían mejorar la producción de biogás

El proyecto de investigación europeo Micro4Biogas, que coordina desde la Universitat de València Manuel Porcar, ha descubierto y caracterizado un nuevo orden taxonómico de bacterias especializadas en la descomposición de materia orgánica y que podrían ser clave para mejorar la producción de biogás.

El descubrimiento ha sido hecho por investigadores alemanes, holandeses y españoles, estos últimos del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas de la UV y a la empresa Darwin Bioprospecting Excellence, ubicadas en el Parc Científic, ha informado este martes la UV.

Se tomaron 80 muestras de materia orgánica en descomposición de 45 plantas de producción de biogás a gran escala (en Alemania, Países Bajos y Austria) y secuenciaron su ADN para estudiar su composición microbiana.

El grupo de bacterias, al que han llamado Darwinibacteriales, es uno de los más abundantes en los reactores de producción de biogás, pero nunca había sido caracterizado en profundidad y sorprendentemente, estaban presentes en las 80 muestras, a pesar de las diferencias y la distancia entre estas plantas.

Los científicos buscaban en su estudio a los principales actores microbianos del proceso conocido como digestión anaeróbica, por el cual la materia orgánica se degrada y luego se transforma en un gas de alto valor energético que tiene utilidad como combustible.

Este proceso se considera una ‘caja negra’, ya que se desconocen las rutas metabólicas que desempeñan la mayoría de los microorganismos involucrados.

Impulso al biogás

Mejorar la producción de biogás constituiría un cambio de paradigma en la industria energética, ya que reduciría la dependencia de los combustibles fósiles y de la energía importada. Pero la falta de investigación microbiológica ha frenado el sector.

Porcar ha explicado que su trabajo "muestra la punta de un iceberg microbiano que muy probablemente sea clave para la producción de biogás, pero que nunca se había caracterizado a nivel genómico".

Gracias a este descubrimiento, el siguiente paso será crear comunidades optimizadas y altamente eficientes de microorganismos productores de biogás y conseguir que las plantas gocen de procedimientos más robustos y sean menos dependientes de subsidios para operar de manera competitiva, lo que impulsaría las energías renovables en todo el mundo.

Microorgnismos ignorados

Para comprender la composición y diversidad de las comunidades microbianas presentes en todas las muestras recopiladas, se realizó un análisis taxonómico, secuenciando un gen específico (el gen 16S rRNA) en toda la muestra.

MBA03 había sido identificado en estudios previos como un grupo de bacterias no cultivadas en el laboratorio, pero nadie le había prestado gran atención, ha explicado el autor principal del estudio, Adriel Latorre, director del Departamento de Genómica en Darwin Bioprospecting.

Para realizar una investigación más profunda sobre este grupo desconocido, se secuenciaron por completo 30 muestras en las que se había confirmado la abundancia de MBA03.

"Pero, sorprendentemente, cuando analizamos los metagenomas completos de las 30 muestras, no detectamos MBA03 en ninguna de ellas. Esto reveló una limitación técnica: el genoma de este taxón no estaba disponible en las bases de datos. A partir de ese momento, nuestro objetivo estaba claro: teníamos que aislar el genoma de MBA03 y describirlo en profundidad", ha afirmado Latorre.

Los científicos sospechan que los Darwinibacteriaceae trabaja en colaboración mutualista con arqueas, otro tipo de microorganismos involucrados en la digestión anaeróbica. Las bacterias producen compuestos metabólicos que las arqueas utilizan para generar gas metano. Si se confirma esta relación, estas bacterias serán el objetivo principal para desarrollar estrategias para aumentar y mejorar la producción de biogás.

Micro4Biogas reúne a quince instituciones de seis países (incluyendo universidades, empresas y el gobierno local de una ciudad española donde se construirá una planta de biogás de vanguardia) y tiene como objetivo aumentar el rendimiento, la velocidad, la calidad y la reproducibilidad de la producción de biogás, consolidando esta energía renovable como una opción viable desde el punto de vista ambiental, político y económico.