Convertir el CO₂ que sobrecalienta el planeta en productos útiles suena casi a ciencia ficción. Sin embargo, un equipo de biólogos sintéticos de la Universidad de Stanford y de la Universidad Northwestern ha dado un paso muy real en esa dirección con un nuevo “metabolismo artificial” capaz de transformar carbono residual en bloques de construcción para la industria.
En la práctica, ¿qué significa esto para alguien que vive pendiente de la factura de la luz o del precio de la gasolina? Que una parte del CO₂ emitido por centrales eléctricas, fábricas o incluso plantas de biogás podría, en el futuro, reciclarse para fabricar combustibles, plásticos biodegradables o aditivos alimentarios, en lugar de acabar calentando la atmósfera.
Del CO₂ a un “ladrillo” básico de la vida
El trabajo se centra en el formato, una molécula líquida muy sencilla que se obtiene con relativa facilidad a partir de CO₂ usando electricidad y agua. Los investigadores han construido un sistema biológico que convierte ese formato en acetil‑CoA, una molécula central que usan todas las células vivas y que sirve de punto de partida para fabricar grasas, algunos bioplásticos o ciertos combustibles.
Como prueba de concepto, el mismo sistema ha transformado después ese acetil‑CoA en malato, un compuesto que ya se utiliza hoy en alimentos, cosméticos y plásticos biodegradables. Es decir, han demostrado que la ruta no se queda en teoría, sino que llega hasta un producto con valor comercial.
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Un metabolismo que la naturaleza no tiene
Aquí viene la parte realmente novedosa. La vía que han diseñado, bautizada como Ruta del Formato Reductivo o ReForm, no existe en ningún organismo conocido. No es que hayan “copiado” un metabolismo de una bacteria rara, sino que lo han diseñado desde cero con enzimas modificadas para hacer reacciones que nunca se habían visto en biología.
Para llegar hasta ahí, el equipo usó biología sintética sin células. Simplificando, sacan la “maquinaria interna” de las células, la ponen en un tubo de ensayo y trabajan con ella como quien usa el motor de un coche fuera de la carrocería. Esto les permitió probar de forma acelerada 66 enzimas distintas y más de 3 000 variantes hasta encontrar cinco que encajaran como piezas de un engranaje nuevo.
El resultado es una vía de seis pasos que funciona completamente fuera de células vivas, lo que da un control muy fino sobre la cantidad de cada enzima, los cofactores y las condiciones de reacción. Algo que dentro de un microbio es mucho más difícil de ajustar.
Además, ReForm no solo trabaja con formato. Los autores muestran que también puede aceptar otros insumos de un solo átomo de carbono, como formaldehído o metanol, e incluso formato producido a partir de CO₂ mediante electrólisis.
¿Por qué es importante para el clima y la economía verde?
La idea de fondo encaja con un reto que ya nadie discute. Hay demasiado CO₂ en la atmósfera y no basta con frenarlo un poco. Hacen falta soluciones que permitan capturarlo y reutilizarlo. Como resume Ashty Karim, uno de los responsables del estudio, necesitamos nuevas rutas para una fabricación con balance de carbono negativo, es decir, procesos que retiren CO₂ en lugar de emitirlo.
Aquí es donde un metabolismo sintético como ReForm puede marcar la diferencia. Por un lado, aprovecha la electricidad renovable para transformar CO₂ en formato y, por otro, usa enzimas diseñadas para convertir ese formato en moléculas de alto valor. En vez de depender únicamente de cultivos o bosques, se abre la puerta a “biorrefinerías” que trabajen directamente con carbono residual.
En el día a día, eso podría traducirse, a medio y largo plazo, en combustibles más limpios para transporte pesado, materiales plásticos menos dependientes del petróleo o ingredientes para alimentos y cosmética con una huella de carbono mucho menor. No es poca cosa.
Lo que todavía falta por resolver
Conviene, aun así, mantener los pies en el suelo. Lo que han conseguido estos grupos es una prueba de concepto en condiciones de laboratorio. ReForm funciona en tubos de ensayo, con enzimas purificadas y un control muy cuidadoso del entorno. Falta escalar el sistema, abaratar la producción de enzimas, integrar la etapa electroquímica que convierte CO₂ en formato y demostrar que todo puede operar de forma estable durante largos periodos.
Los propios autores insisten en que este trabajo abre una vía, pero no es la solución completa. A partir de aquí quieren optimizar la ruta para que sea más rápida y eficiente, y usar las mismas herramientas para diseñar otras vías sintéticas que combinen química y biología. En el fondo, el objetivo es claro. Que el CO₂ deje de ser solo un residuo problemático y se convierta en una materia prima más de la economía circular del carbono.
Mientras tanto, este tipo de avances marca el rumbo de la biotecnología climática. Nos recuerda que, además de reducir emisiones, también podemos rediseñar la forma en que fabricamos energía, plásticos y productos del día a día para que, algún día, todo lo que necesitemos salga de una combinación de CO₂ capturado y energías renovables.
El estudio original que describe la vía ReForm y sus resultados se ha publicado en la revista Nature Chemical Engineering.
