Ecologia

Sequestro di CO2, un metodo più efficace della naturale fotosintesi

Ricostruito in laboratorio il processo che porta le piante a trasformare in zuccheri l'anidride carbonica, ma con enzimi che agiscono più velocemente di quelli vegetali.

Si parla di anidride carbonica quasi sempre in termini di nuove emissioni da "prevenire". Ma non dimentichiamo che piante, alghe e altri organismi vegetali, attraverso la fotosintesi, sequestrano circa il 25% della CO2 presente in atmosfera.

Un gruppo di scienziati del Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology di Marburgo (Germania) ha provato a reinventare questo processo di fissazione del carbonio - la seconda fase della fotosintesi, che porta alla formazione di glucosio - in laboratorio, con enzimi che, presi singolarmente, lavorano 20 volte più velocemente di quelli che agiscono nel mondo vegetale.

Cernita ad hoc. In natura le reazioni che trasformano la CO2 in glucosio (che le piante usano come nutrimento) sono catalizzate durante il Ciclo di Calvin - la seconda fase della fotosintesi - da un enzima chiamato RuBisCO. Questo enzima agisce lentamente ed è suscettibile di errore: visto che già volevano riprodurre il sistema artificialmente, i ricercatori hanno spulciato in un catalogo di altri 40.000 enzimi di varia provenienza (dal corpo umano ai fondali marini) individuandone 17 particolarmente veloci ed efficienti, da 9 diversi organismi.

Alto potenziale. Quindi hanno ricostruito un ciclo di Calvin artificiale in laboratorio, in un percorso di 11 passi che hanno soprannominato ciclo CETCH. A differenza di RuBisCo, che sequestra 5-10 molecole di CO2 al secondo, la nuova classe di enzimi chiamata ECR, cattura circa 80 molecole di CO2 al secondo.

La giusta combinazione. Ma, come spiegato nel video qui sotto (in inglese) non basta che ciascun enzima, preso singolarmente, garantisca buone prestazioni: è necessario pensare a un processo - una nuova versione del ciclo di Calvin - in cui gli enzimi lavorino bene insieme, come una squadra. Così come è stato ridisegnato, il ciclo CETCH funzionerebbe 2 o 3 volte più velocemente di quello di Calvin e sarebbe il 25% più efficiente.

Il prossimo passo sarà capire come utilizzarlo fuori dal laboratorio, per esempio in foglie artificiali o in vegetali geneticamente modificati per ospitare questi enzimi.

21 novembre 2016 Elisabetta Intini
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