Política y economía

http://www2.ademe.fr/servlet/getBin?name=72A8E00A6ABFE18953E994EFEF2CEA501255021957045

La Agencia de Medio Ambiente y Energía (ADEME) de Francia ha publicado recientemente un estudio de impacto ambiental de las materias primas biocombustibles de primera generación (es decir, de cultivos alimentarios) que se utilizan actualmente en Francia. En él se evalúa cada materia prima (a lo largo del ciclo de cultivo, transporte y transformación en biocombustible) en relación con las emisiones de gases de efecto invernadero, el consumo de energías no renovables y el impacto sanitario. El informe valida estudios anteriores que demuestran que los biocombustibles son beneficiosos para reducir las emisiones de GEI. Se dice que los biocombustibles actualmente utilizados en Francia cumplen el objetivo europeo de reducción de las emisiones de dióxido de carbono, pero los resultados varían según la materia prima y el proceso utilizado para fabricar el biocombustible. La primera de la lista es la caña de azúcar para la producción de etanol biocombustible. El estudio demuestra que el etanol de caña de azúcar produce un 90% menos de GEI que la gasolina y su producción consume un 80% menos de energía. No obstante, el Director de Energías Renovables, Jean-Louis Bal, advierte que el estudio no contempla el impacto del cambio en función de la superficie utilizada para la producción de cultivos. Por ejemplo, si se desmonta un bosque (que tenga árboles capaces de absorber grandes cantidades de dióxido de carbono) y se convierte en plantaciones de cultivos bioenergéticos, se puede contrarrestar el impacto positivo del biocombustible. En la página web de ADEME (URL arriba indicada, en francés) se pueden obtener más datos del estudio.

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http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=115799&org=NSF&from=news

La Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) ha adjudicado un total de 101,6 millones de dólares a 20 proyectos de investigación de fitogenómica. Según la NSF, estos proyectos ayudarán a definir mejor la respuesta de las plantas a los cambios en el medio ambiente y a comprender los procesos genéticos de las plantas con importancia económica. Se utilizarán recursos de genómica funcional y secuenciación para conocer mejor la función de los genes y la interacción entre los genomas y el medio ambiente en cultivos de importancia económica como el maíz, el algodón, el arroz, la soja, el tomate y el trigo. Algunos de estos proyectos son: * Una iniciativa pluriinstitucional dirigida por el Laboratorio de Cold Spring Harbor, la Universidad de California-Berkeley y la Universidad de Yale para estudiar los mecanismos de vigor híbrido en las plantas * Una investigación encabezada por la Universidad de Texas-Austin para conocer las respuestas fisiológicas y moleculares básicas al estrés por sequía en los campos de pasto aguja "Panicum virgatum" como primer paso para modelizar el comportamiento de las plantas en reacción al futuro cambio climático * La iniciativa dirigida por el Instituto de Estudios Fitológicos Boyce Thompson y el USDA-ARS para completar la secuencia del genoma del tomate * Un estudio encabezado por científicos de la Universidad de Cornell y del USDA-ARS sobre los efectos e interacciones genéticos que están detrás de las variaciones de caracteres complejos en el maíz y su pariente silvestre, el teosinte. Los proyectos se financian a través del Programa de Estudios Fitogenómicos (PGRP) de la NSF, que está ya en su duodécima edición anual.

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http://www.suntory.com/news/2009/10592.html

La empresa japonesa Suntory Ltd ha anunciado que comenzará a vender la primera rosa azul del mundo el mes que viene. Tras más de dos décadas de investigaciones, la rosa azul saldrá a la venta por 2.000 o 3.000 yenes (unos 22 o 23 dólares) por unidad. Los agricultores llevan miles de años cultivando rosas, creando diferentes variedades que producen flores de diferente tamaño y color. Pero como las rosas carecen de pigmento azul en la naturaleza, las esquivas rosas azules se habían convertido en sinónimo de lo imposible. Los horticultores llevan mucho tiempo hablando de la rosa azul como del Santo Grial de la mejora de plantas. En la época victoriana, las rosas azules representaban el intento por alcanzar lo imposible. Incluso Rudyard Kipling hizo un poema sobre la imposible búsqueda de las rosas azules. Con la empresa australiana Florigene, Suntory hizo posible lo imposible expresando en las rosas los genes flavonoides 3'5'-hidroxilaseandantocianina 5-aciltransferasa de los pensamientos y las petunias. Estos genes codifican enzimas que desempeñan un papel importante en la síntesis de la delfinidina, el esquivo pigmento azul. Suntory afirma en su nota de prensa que esta nueva variedad, conocida como Applause, «es muy recomendable como obsequio de lujo para ocasiones especiales como aniversarios de bodas o cumpleaños».

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http://www.fieldtomarket.org/info.php

La Alianza Keystone para la agricultura sostenible —una organización que ejerce un papel de liderazgo en la colaboración y el diálogo en el sector— ha lanzado la Calculadora Fieldprint. Esta herramienta en línea es gratuita y está diseñada para ayudar a los productores estadounidenses de maíz, algodón, soja y trigo a valorar cómo afecta su producción a la sostenibilidad de sus explotaciones agrícolas. Sirve para comparar los datos de uso del suelo, consumo energético, consumo de agua, emisiones de gases de efecto invernadero y pérdida de suelo por unidad producida con las medias nacionales y estatales. Se ha publicado una versión de prueba y toda valoración será bienvenida.

Procesos y producción

http://www.agbioforum.org/v12n2/v12n2a01-stone.htm

La amilasa del maíz, una enzima esencial para transformar el almidón disponible en azúcares fermentables para la producción de biocombustibles, puede mejorar la eficiencia, el coste y la huella ecológica de los biocombustibles. Reducirá la demanda de recursos naturales, el consumo de combustibles fósiles, la emisión de gases de efecto invernadero y el consumo eléctrico de la fábrica y mejorará el balance energético (en comparación con el etanol obtenido de maíz convencional). En su artículo, «La amilasa del maíz: mejorar la eficiencia y la huella ecológica del maíz para producir etanol gracias a la fitobiotecnología», publicado en la revista electrónica AgbioForum, John Urbanchuk y sus colegas de LECG, LLC y la Universidad del Estado de Michigan analizan los posibles beneficios económicos y ambientales de la amilasa para la producción de etanol de maíz y de sorgo. Los resultados se confirmaron en un ensayo de una nueva variedad de maíz desarrollada por Syngenta que expresa la alfa-amilasa directamente en el endospermo de la semilla. Los autores señalan que «esta tecnología representa un nuevo enfoque para mejorar la producción de etanol de manera que pueda integrarse fácilmente en la infraestructura existente».

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http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-2-24.pdf

Un campo de investigación que permanece abierto en la producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica es el desarrollo de enzimas sacarificantes eficientes y económicas (celulasas/hemicelulasas), que actúan sobre las celulosas y hemicelulosas de la biomasa. La sacarificación convierte las celulosas y hemicelulosas en azúcares que se fermentan para producir etanol: glucosa y xilosa. Una fuente muy común de enzimas sacarificantes es el hongo Trichoderma reesei. Recientemente se han comenzado a explorar otras fuentes de enzimas. Científicos del Centro de Investigación de Tecnologías Biomásicas, del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (el AIST de Hiroshima, en Japón), han comparado el rendimiento de sacarificación de las enzimas de Trichoderma reesei y Acremonium cellulolyticus. Se analizaron los resultados de sacarificación en tres materias primas lignocelulósicas: el eucalipto, el abeto Douglas y la paja de arroz. Los científicos observaron que el sobrenadante del cultivo de A. cellulolyticus presentaba una mayor actividad celulósica específica y mayores rendimientos de glucosa que el T. reesei. Sin embargo, las enzimas de T. reesei mostraban una superior actividad hidrolizante de xilanos (mayor capacidad de producción de xilosa) que las obtenidas del A. cellulolyticus. Los resultados del estudio se han publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels, accesible en la dirección indicada.

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http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-2-26.pdf

Los procesos de pretratamiento y sacarificación suelen ser los primeros pasos en la producción de etanol celulósico a partir de biomasa lignocelulósica. El objetivo es eliminar el apretado envoltorio de moléculas de lignina de las fibras de celulosa y convertir la celulosa y otras moléculas de carbohidratos poliméricos en azúcares simples. El flujo de producto de estos procesos iniciales se llama «hidrolizado». A continuación se inoculan levaduras o bacterias en el hidrolizado (que contiene los azúcares simples) para el proceso de producción de etanol por fermentación. Cuando se utilizan métodos químicos (como el tratamiento ácido) en combinación con calor para el pretratamiento y sacarificación de biomasa lignocelulósica, también se liberan otros compuestos en el hidrolizado. Se dice que estos compuestos son potencialmente tóxicos o inhibitorios del microorganismo fermentador del etanol. De este modo, la correcta selección del organismo fermentador es una consideración importante para la producción de etanol celulósico. Se sabe que la bacteria E. coli dispone de mecanismos que le permiten tolerar los efectos adversos de los compuestos potencialmente tóxicos que contiene el hidrolizado. Los científicos del Departamento de Ingeniería Química y Biológica han revisado la toxicidad y tolerancia de la E. coli a los hidrolizados pretratados y propuesto estrategias para mejorar el microorganismo a fin de obtener mejores rendimientos de etanol durante la fermentación. El artículo aparece en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels, accesible en la dirección de Internet arriba indicada.

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http://www.pnas.org/content/early/2009/10/21/0905555106.abstract?sid=64206e6b-4244-40fc-8697-4c5efcff3ab2

La suberina es un polímero poliéster que se encuentra en las paredes de las células de las semillas y las raíces de las plantas terrestres. Actúa como barrera protectora contra los organismos patógenos o las sustancias nocivas, al tiempo que facilita la absorción de agua y nutrientes. También se dice que la suberina es importante por permitir a las plantas tolerar los factores de estrés ambiental, como un suelo seco o muy salino. Utilizando la planta modelo Arabidopsis, los científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven (Estados Unidos) han descubierto que una enzima denominada hidroxiácido hidroxicinamoiltransferasa (HHT) es muy importante para la biosíntesis de la suberina. Las plantas deficientes en suberina resultan «mucho más permeables a la sal en solución que sus equivalentes silvestres», lo que indica que «la suberina es importante para la adaptación de las plantas a su hábitat terrestre». Según el biólogo de Brookhaven Chang-Jun Liu, «identificar las enzimas biosintéticas clave y comprender la producción de suberina puede ser especialmente importante para cultivar plantas en los suelos marginales que se propone utilizar en la producción de cultivos bioenergéticos». Que los cultivos para biocombustibles puedan prosperar en suelos marginales podría garantizar el empleo de las tierras fértiles para la producción de alimentos. Otro hallazgo interesante del estudio es que los polifenólicos de la suberina tienen los mismos precursores biosintéticos que la lignina (el duro envoltorio químico que rodea las fibras de celulosa en la biomasa lignocelulósica), pero ambos son producidos por diferentes enzimas. Esto podría llevar a desarrollar cultivos bioenergéticos a medida que sean más fáciles de digerir («pretratar») y convertir en biocombustibles, además de «redirigir el carbono fotosintético para mejorar los esfuerzos de secuestro de carbono». El estudio completo se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (véase la dirección de Internet aquí indicada).

Materias primas

http://www.thebioenergysite.com/news/4675/study-of-jet-fuel-made-from-saltwater-plants

El Grupo de Usuarios de Combustibles de Aviación Sostenibles (un consorcio de partes interesadas del sector de transporte aéreo) ha encargado un estudio para valorar la utilización de «halófitos» (plantas que prosperan en agua salada) en la producción de biocombustibles de aviación a gran escala. Los halófitos objeto de estudio son la Salicornia y los manglares de agua salada. El estudio será dirigido por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Masdar (Abu Dhabi) y contará con la participación de la empresa Boeing, la empresa UOP de Honeywell, la Facultad de Estudios Forestales y Ambientales de la Universidad de Yale y otras instituciones académicas. Los halófitos parecen tener ventaja sobre otras materias primas biocombustibles de tipo biomásico en que consumen menos recursos. Los halófitos tienen (1) la capacidad de prosperar en suelo árido (no compiten por el suelo agrícola) y (2) se pueden regar con agua de mar (pequeña huella hídrica). Según Billy Glover, Consejero Delegado de Estrategia Ambiental de Boeing Commercial Airplanes, el estudio determinará si «algunos tipos de halófitos cumplen los criterios socioeconómicos y de reducción de dióxido de carbono que permitan incluirlos en una cartera de soluciones biocombustibles sostenibles para la aviación». También «evaluará la gestión y la práctica de la acuicultura y las necesidades de suelo y energía e identificará los posibles impactos sociales o ecológicos adversos relacionados con el empleo de halófitos para la producción de energía, específicamente para el desarrollo de biocombustibles de aviación».

Noticias y tendencias

http://genome.cshlp.org/content/early/2009/10/06/gr.091777.109.full.pdf+html

Científicos de la Universidad de Duke (Carolina del Norte, EE.UU.) han realizado un estudio, en colaboración con sus socios de investigación brasileños, sobre la estructura del genoma de una levadura productora de bioetanol muy utilizada en Brasil. Este organismo es el Saccharomyces cerevisiae PE-2 (un diploide heterotálico adaptado de forma natural al proceso de fermentación de caña de azúcar utilizado en Brasil). Las conclusiones se han publicado en la revista Genome Research (dirección arriba indicada). Según el Dr. Lucas Argueso, autor principal e investigador del Departamento de Genética y Microbiología Molecular de la Universidad de Duke, se trata de un organismo «de enorme importancia desde el punto de vista industrial, pero totalmente desconocido en lo que respecta a sus propiedades genéticas y moleculares». A partir de estos estudios, pudieron conocer mejor la organización de un genoma complejo y cómo puede facilitar una buena adaptación. El estudio señala que las cepas de levadura industrial podrían tener un alto índice de evolución que les permitiría adaptarse a condiciones de estrés durante la fermentación (por ejemplo, la tolerancia a concentraciones de etanol crecientes). «Ahora que hemos secuenciado el genoma», afirma el Dr. Argueso, «tenemos una hoja de ruta que nos permitirá aprovechar las capacidades naturales [de la levadura]». Esta investigación abre el camino al cruce de cepas para obtener levaduras más eficientes para potenciar la producción de biocombustibles».

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http://cleantech.com/news/5066/tuberculosis-related-bug-biofuel-po

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de Estados Unidos tratan de aplicar las herramientas de la biología sintética para diseñar una bacteria edáfica capaz de modificar una gran variedad de materias primas para convertirlas en el biocombustible deseado. Esta bacteria edáfica pertenece al género Rhodococcus. Este microorganismo es conocido por utilizar una gran variedad de compuestos tóxicos y está relacionado con un tipo conocido por ser causante de tuberculosis. Se han realizado estudios sobre la biología y la química básicas de este organismo y el próximo paso es determinar estrategias para mejorar los rendimientos. El informe de la web Cleantech también dice que los científicos han creado una cepa de la bacteria capaz de convertir tanto la glucosa como la xilosa (los principales azúcares obtenidos del pretratamiento y sacarificación de la biomasa lignocelulósica) en etanol.

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http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-2-25.pdf

El intestino de las termitas ha suscitado interés recientemente como sistema modelo para la degradación de biomasa lignocelulósica que puede tener aplicaciones en el campo de los biocombustibles industriales. Se sabe que las termitas digieren eficientemente la biomasa lignocelulósica (con preferencia por la madera) y el conocimiento del proceso que se desarrolla en su intestino podría ser la vía para encontrar nuevos métodos más eficientes para el proceso de pretratamiento en la producción de etanol celulósico. El pretratamiento consiste en eliminar la lignina y degradar la celulosa y la hemicelulosa (y otros carbohidratos) para obtener azúcares fermentables (para producir etanol) de la biomasa (este proceso es muy parecido al que se desarrolla en el intestino de la termita). Se cree que la digestión de la lignocelulosa en las termitas es una labor que realizan conjuntamente (1) el huésped (la termita, que expresa una enzima que digiere la lignocelulosa) y (2) el simbionte (presencia de «microflora altamente específica de microorganismos simbióticos» que reside en el intestino delgado de la termita, que también aporta un «cóctel» de enzimas de degradación lignocelulósica). Recientemente, un equipo de científicos de las universidades de Florida, Illinois y Kentucky (Estados Unidos) ha adoptado un «enfoque metatranscriptónico de huésped y simbionte combinados para investigar la contribución digestiva del huésped y del simbionte en la termita subterránea Reticulitermes flavipes». Sus investigaciones han arrojado muchos resultados interesantes y se afirma que el «doble esfuerzo de secuenciación transcriptómica huésped-simbionte» es el primero jamás realizado en una sola especie de termita. La base de datos de secuenciación constituye un recurso genómico para el desarrollo de biocatalizadores derivados de huésped-simbionte de aplicación en el campo de la producción de etanol biocombustible. El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels, accesible en la dirección de Internet indicada.

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http://www.thebioenergysite.com/news/4806/biofuels-future-for-aviation

La web TheBioenergySite.com reseña la reciente reunión de Giovanni Bisignani (Director General y Consejero Delegado de la IATA) con Ban Ki-Moon, Secretario General de las Naciones Unidas, para presentar la estrategia y los objetivos del sector de transporte aéreo con respecto al desarrollo de biocombustibles de aviación sostenibles. Se explican algunos de los aspectos más destacados de la presentación: (1) de las tres grandes oportunidades de reducción de emisiones que existen en el sector del transporte aéreo (tecnología, infraestructura y biocombustibles sostenibles), se afirma que los biocombustibles son la más interesante porque «por primera vez, existe una posible alternativa al queroseno tradicional para el transporte aéreo»; (2) actualmente se trabaja en la camelina, la jatrofa y las algas, porque son materias primas que no compiten por el suelo o el agua con los cultivos alimentarios, y tienen además potencial para reducir nuestra huella de carbono en un 80%; (3) se han realizado cuatro vuelos de prueba con mezcla de biocombustibles sostenibles en los que se ha demostrado que cumplen las normas técnicas y de seguridad exigidas en la aviación comercial; se espera que la homologación llegue en el año 2011, a más tardar.