Descripción del proyecto
LAS BIORREFINERIAS DE TERCERA GENERACION EMPLEAN FACTORIAS MICROBIANAS PARA OBTENER PRODUCTOS QUIMICOS DE INTERES A PARTIR DE ENERGIAS RENOVABLES, COMO EL H2 Y LA LUZ, Y DE UNO DE LOS PRINCIPALES GASES DE EFECTO INVERNADERO, EL CO2. CUPRIAVIDUS NECATOR H16 ES UNA DE LAS BACTERIAS OXIDANTES DE HIDROGENO QUE MAS ATRACTIVO PRESENTA COMO CHASIS PARA LA INGENIERIA METABOLICA ENCAMINADA A BIOCONVERTIR EL CO2 EN COMPUESTOS QUIMICOS DE INTERES COMO LOS POLIHIDROXIALCANOATOS (PHAS). EL PHA ES UN TIPO DE BIOPLASTICO MUY PROMETEDOR COMO ALTERNATIVA SOSTENIBLE A LOS PLASTICOS ESTANDAR DE ORIGEN PETROQUIMICO. EL OBJETIVO PRINCIPAL DE ESTE PROYECTO ES DESARROLLAR UNA NUEVA GENERACION DE BIOCATALIZADORES RECOMBINANTES DE C. NECATOR CON CAPACIDADES MEJORADAS PARA CAPTURAR Y FIJAR CO2 DIRIGIDAS A LA PRODUCCION DE BIOPLASTICOS (POLIHIDROXIBUTIRATO, PHB), CONTRIBUYENDO A REDUCIR LAS EMISIONES DE CO2 Y LA CONTAMINACION DEBIDA A LOS PLASTICOS DE ORIGEN PETROQUIMICO. LA PROPUESTA SE AJUSTA A LOS OBJETIVOS DEL PROGRAMA DE TRANSICION ECOLOGICA TALES COMO LA MITIGACION DEL CAMBIO CLIMATICO MEDIANTE LA REDUCCION DE LAS EMISIONES DE CO2, Y EL DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS Y TECNOLOGIAS QUE EMPLEAN RECURSOS RENOVABLES Y ELIMINAN CONTAMINANTES DEL MEDIO AMBIENTE (ECONOMIA CIRCULAR). EL PROYECTO ESTA ESTRUCTURADO EN CUATRO OBJETIVOS PRINCIPALES, DIVIDIDOS EN OBJETIVOS ESPECIFICOS. EL IMPACTO CIENTIFICO-TECNICO DEL PROYECTO ES TANTO A NIVEL DE CIENCIA BASICA COMO APLICADA. A NIVEL DE CIENCIA BASICA: I) SE ANALIZARA EL ROL DE LOS SISTEMAS DE CAPTACION DE CO2/BICARBONATO Y DE LAS ANHIDRASAS CARBONICAS MEJORANDO LA FIJACION DE CO2 EN BACTERIAS QUIMIOAUTOTROFAS; II) SE ESTUDIARA POR PRIMERA VEZ EN C. NECATOR LA FUNCIONALIDAD DE LOS GENES CBB (CODIFICANTES DEL CICLO DE CALVIN) EN CONDICIONES DE REPRESION CATABOLICA O DE ANAEROBIOSIS; III) SE IMPLEMENTARA UN CICLO DE KREBS REVERSO EN C. NECATOR CON EL FIN DE EXPLORAR UNA FORMA DE FIJACION DE CO2 SIN PRECEDENTES EN ESTE CHASIS; IV) SE DESARROLLARAN HIDRO-BRICKS BASADOS EN MODULOS DE HIDROGENASAS BAJO CONTROL HETEROLOGO QUE PERMITIRAN VALIDAR EL USO DE H2 COMO UNA FUENTE DE ENERGIA ALTERNATIVA EN CONDICIONES DE HETEROTROFIA; V) SE EXPLORARAN LOS MECANISMOS MOLECULARES DE LA BIOPRODUCCION DE NANOPARTICULAS SEMICONDUCTORAS (SNS), ASI COMO SU FUNCIONALIDAD FOTOCATALITICA EN C. NECATOR. A NIVEL DE CIENCIA APLICADA: I) GENERACION DE NUEVOS BIOCATALIZADORES DE C. NECATOR CON MEJORES RENDIMIENTOS DE BIOCONVERSION (DE CO2 A PHB) MEDIANTE LA COMBINACION DE MODULOS SINTETICOS DE CAPTACION Y FIJACION DE CO2, ENERGIZACION CELULAR Y PRODUCCION DE PHB; II) IMPLEMENTACION DE UN MECANISMO PIONERO DE EXPRESION DE MODULOS CONCENTRADORES DE CO2 PARA INCREMENTAR SU CAPTURA Y FIJACION INCLUSO EN HETEROTROFIA; III) IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA ANAEROBICO DE FIJACION DE CO2 PARA EXPANDIR EL USO DEL CHASIS BACTERIANO A CONDICIONES ANOXICAS DE BIOCONVERSION; IV) GENERACION DE CEPAS DE C. NECATOR RECUPERADORAS DE CARBONO EMITIDO EN LOS PROCESOS DE BIOCONVERSION HETEROTROFICOS; V) BIOPRODUCCION DE SNS Y SU USO, POR PRIMERA VEZ, COMO MECANISMO ALTERNATIVO DE ENERGIZACION CELULAR FOTOCATALITICO. EL PROYECTO CONTRIBUIRA A UNA ECONOMIA NEUTRAL CON EL MEDIO AMBIENTE, LIMPIA, CIRCULAR Y COMPETITIVA, ASI COMO A LA TRANSMISION DE INFORMACION Y A LA CONCIENCIACION DE LA CIUDADANIA Y LOS POLITICOS HACIA UNA VISION MAS AMPLIA, POSITIVA Y UTIL DE LAS TECNOLOGIAS VERDES. O2\CICLO DE CALVIN\CICLO DE KREBS REVERSO\CUPRIAVIDUS NECATOR\NANOPARTICULAS SEMICONDUCTORAS\HIDROGENASAS\POLIHIDROXIBUTIRATO (PHB)\BIOLOGIA SINTETICA\INGENIERIA METABOLICA\FIJACION CARBONO