Un articolo pubblicato sulla rivista “Green Chemistry” descrive la possibilità di usare batteri della specie Novosphingobium aromaticivorans per produrre un materiale plastico partendo da scarti di lavorazione del legno in seguito ad alcune modifiche genetiche. Un team di ricercatori ha lavorato su questo batterio, che già in natura è in grado di digerire molte parti della lignina, migliorandone la capacità di produrre una sostanza conosciuta con la sigla PDC che è già alla base di materiali bioplastici ma con difficoltà di produzione che potrebbero essere superate usando questi batteri.

La specie Novosphingobium aromaticivorans fa parte di un gruppo di batteri noti per le loro capacità di biodegradazione e biosintesi, che ha reso alcuni di essi utili nel campo delle biotecnologie. Questa specie era conosciuta in origine come Sphingomonas aromaticivorans, parte di un genere di batteri con caratteristiche molto diverse. Per questo motivo, nel 2001 è stato suddiviso in quattro nuovi generi tra cui Novosphingobium.

La lignina è un polimero organico che si trova soprattutto nella parete cellulare di certe cellule vegetali e in particolare nel legno. La loro presenza è un problema ad esempio nella lavorazione del legno per produrre carta con la conseguenza che diventa uno scarto di quel processo di lavorazione. Questo composto è la maggiore fonte assieme al petrolio di composti organici sulla Terra, proprio il cibo preferito dal Novosphingobium aromaticivorans, che venne isolato per la prima volta in un suolo che era stato contaminato da prodotti petroliferi e di conseguenza era ricco di quei composti.

Altri batteri possono digerire alcuni composti aromatici, il Novosphingobium aromaticivorans può digerire quasi tutti quelli presenti in diverse parti della lignina producendo idrocarburi aromatici più piccoli. Ciò era già un eccellente punto di partenza perché nel corso della sua digestione produce una sostanza conosciuta con la sigla PDC, un potenziale precursore del poliestere che in particolare in Giappone viene già usato per produrre una serie di materiali bioplastici.

Il problema finora era produrre il PDC nelle quantità necessarie a renderlo un prodotto industriale a basso costo e lo sfruttamento di questi batteri potrebbe rappresentare la soluzione. I ricercatori dell’Università del Wisconsin a Madison e del Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) hanno eliminato tre geni del Novosphingobium aromaticivorans rendendo il PDC il prodotto finale della digestione di questo batterio invece che un composto intermedio.

Ora almeno il 59% della lignina digerita viene trasformata in PDC, con la possibilità di utilizzare scarti della produzione di carta per produrre questo materiale. Rispetto a composti equivalenti derivati dal petrolio non solo ha il vantaggio di essere sostenibile ma è anche biodegradabile. La presenza di plastica, spesso in frammenti microscopici, sta diventando un problema enorme perché ormai ce n’è una quantità enorme nei mari e di conseguenza è sempre più presente nella catena alimentare con danni crescenti per gli ecosistemi marini. Materiali biodegradabili potrebbero avere un impatto ecologico positivo davvero enorme e il PDC potrebbe contribuire notevolmente alla soluzione di questo problema.

Gli autori di questa ricerca pensano di poter migliorare ulteriormente le capacità del Novosphingobium aromaticivorans di produrre PDC con ulteriori modifiche genetiche. Secondo il professor Daniel Noguera del GLBRC, uno degli autori di questa ricerca, se il ritmo di produzione sarà sufficiente, una nuova industria potrebbe essere creata grazie a questo tipo di biotecnologia.