Diseño in silico de una plataforma biosintética que permita la valoración del gas de síntesis mediante su conversión en etileno, implementando herramientas de ingeniería metabólica (2019)
El etileno es una materia prima importante en la industria petroquímica. Para su producción mediante craqueo de combustibles fósiles se usan altas temperaturas y presiones. Además del gasto energético se libera una cantidad alta de gases con efecto invernadero, por lo que su impacto ambiental resulta alto. Con el fin de evitar estos efectos adversos es necesario usar un proceso alternativo, con temperaturas y presiones más bajas, y que además use materia renovable. En Colombia, hay una alta oferta de biomasa que podría ser usada para generar este producto con valor agregado. Sin embargo, con el fin de no competir con la industria alimenticia, la biomasa disponible deberá provenir de residuos, los cuales han de tener un pretratamiento. Tradicionalmente, se han usado procesos termoquímicos como la hidrolisis, sin embargo, esto genera desventajas para el proceso ya que representa un gasto energético y puede generar un sustrato con compuestos tóxicos para las células. Como alternativa para este pretratamiento, en este trabajo se evaluó la fermentación de syngas proveniente de residuos agroindustriales colombianos. Debido a que en la naturaleza aún no se han identificado microorganismos que realicen el proceso de fijación de gas para sintetizar etileno, el objetivo de este estudio fue desarrollar una plataforma biosintética para la bioconversión del syngas en etileno, implementando herramientas de ingeniería metabólica y termodinámicas. Para ello se utiliza un enfoque de diseño racional, construyendo inicialmente un modelo de black box, seguido de un modelo de escala genómica, además de implementar la evaluación del potencial económico. Aunque el proceso es energéticamente costoso para la célula, resultaría viable si se implementan reacciones de la ruta de Wood-Ljungdahl y de producción de etileno de manera anaeróbica. Además, se hace económicamente factible si se usa un syngas que contenga más del 50% del contenido de sustrato útil y su precio sea menor a 0.09 USD/kg