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Costruire un insetto per raccogliere l'olio
I microbi che abitano nei giacimenti petroliferi e nei giacimenti di carbone potrebbero ispirare nuovi metodi per estrarre combustibili fossili dalle profondità della terra. Questa è la speranza di Ari Patrinos , un pioniere della genomica che ha contribuito a gestire il Progetto Genoma Umano ed è ora presidente di Genomica sintetica , una startup biotecnologica con sede nel Maryland fondata da J. Craig Venter. L'obiettivo di Synthetic Genomics è utilizzare la genomica per sviluppare nuove tecnologie energetiche. Come parte di una nuova partnership con il gigante petrolifero BP, Synthetic Genomics studierà i microbi che si nutrono naturalmente di idrocarburi per indizi sui mezzi biologici di estrazione e lavorazione di petrolio e carbone.
Difensore dei microbi: Ari Patrinos, presidente di Synthetic Genomics, è un pioniere nell'applicazione della genomica microbica ai problemi energetici. Dice che i microbi che si nutrono di idrocarburi potrebbero offrire indizi sui mezzi biologici di estrazione e lavorazione del petrolio e del carbone.
Dopo diversi decenni presso il Dipartimento dell'Energia (DOE), Patrinos è un forte sostenitore dell'utilizzo di soluzioni biotecnologiche ai problemi energetici del mondo. Ha contribuito a fondare il Joint Genome Institute del DOE e ha creato il programma Genomes to Life dell'agenzia, che, tra le altre cose, sviluppa applicazioni legate all'energia per i microbi. Patrinos è stato allontanato dal DOE da Venter l'anno scorso. Lui parla con Revisione della tecnologia sui piani di Synthetic Genomics e sul futuro dei biocarburanti.
Revisione della tecnologia : Perché guardare ai microbi come fonti di energia alternativa?
Ari Patrinos : I microbi sono i virtuosi del mondo vivente. Sono esistiti circa quattro miliardi di anni, un terzo del tempo in cui il pianeta è esistito, e hanno sviluppato un'enorme variabilità e diversità. Abbiamo molto da imparare da loro mentre affrontiamo il riscaldamento globale e cerchiamo di imparare a utilizzare le nostre risorse in modo più efficiente.
BAMBINI : In che modo la genomica ci aiuta a trarre vantaggio dal variegato repertorio funzionale dei microbi?
AP : Come risultato della genomica, abbiamo scoperto che ci sono microbi ovunque, che vivono a ogni temperatura e pressione. Possono sopravvivere a 100 volte la pressione atmosferica ea temperature di quasi 100 gradi Celsius. Le persone hanno identificato microbi in grado di resistere a enormi quantità di radiazioni. I microbi svolgono un ruolo cruciale nel ciclo del carbonio, assorbendo l'anidride carbonica nell'oceano. Più del 50 percento della biomassa vivente su questo pianeta è di natura microbica. Ecco perché dovremmo rivolgerci ai microbi per risolvere alcuni dei nostri problemi. Sono diventati estremamente efficaci nei processi della vita. Dobbiamo capirli e poi imitarli per alcune di queste applicazioni.
BAMBINI : Synthetic Genomics ha recentemente stretto una partnership con BP. Qual è l'enfasi di quell'accordo?
AP : Abbiamo enormi riserve di oli pesanti in questo continente, ma la loro estrazione è difficile. Richiede energia e acqua e produce molta anidride carbonica. Potrebbero esserci modi per utilizzare le comunità microbiche per migliorare la qualità dell'olio mentre si trova ancora nel sottosuolo. Quindi esamineremo i microbi che vivono nei letti di carbone o nei giacimenti petroliferi e nelle sabbie bituminose.
BAMBINI : In che modo ciò contribuirà ad alimentare la produzione?
AP : L'idea dei giacimenti petroliferi come giacimenti da cui attingere è ingenua. L'olio esiste come matrice in diversi strati. Quando produci oli dai pozzi, lasci indietro fino al 50 percento. Da 30 a 40 anni fa, le persone stavano contemplando il recupero del petrolio microbicamente migliorato, modi in cui potevano manipolare i microbi per migliorare il recupero del petrolio dai pozzi. Ma la loro capacità di scoprire e studiare questi microbi è stata compromessa a causa di strumenti di microbiologia primitiva. Questo non è mai diventato una pratica commerciale, per quanto ne so.
Disponiamo di strumenti significativamente più precisi e potenti rispetto ai nostri colleghi di allora e sospettiamo che il numero e la diversità dei microbi che scopriremo saranno molto più alti di quanto previsto all'epoca.
BAMBINI : Cosa farai con i microbi una volta scoperti?
AP : Forse potremmo usarli per cambiare la densità degli idrocarburi, rompendoli in modo che siano più piccoli e rendendo l'olio più facile da spostare. Oppure i microbi potrebbero modificare le proprietà di aderenza superficiale dell'olio modificando le molecole di idrocarburi.
Per i letti di carbone, invece di estrarre il carbone e bruciarlo, che produce molta anidride carbonica, forse c'è un modo per convertirlo in metano. [Bruciando] il metano produce anidride carbonica ma anche idrogeno, che è un carburante molto pulito e più rispettoso del clima. Alla fine, forse possiamo combinare la produzione di metano con il sequestro del carbonio, così il rilascio netto nell'atmosfera sarebbe pari a zero.
C'è stata una lunga storia di miglioramento della qualità dell'olio usando la chimica. Ma la maggior parte di ciò che la chimica può fare può essere realizzata ancora meglio con mezzi biologici che sono molto più economici e più rispettosi dell'ambiente. Ciò non significa che la chimica sarà abbandonata. Ma penso che questa rivoluzione nella biologia abbia rivelato che i percorsi biochimici saranno in definitiva i più produttivi e possono svolgere il compito in un modo più rispettoso dell'ambiente. Le reazioni biochimiche possono essere eseguite a temperature e pressioni più basse e alla fine possono avere meno sottoprodotti tossici.
BAMBINI : Quindi la genomica sintetica è anche alla ricerca di microbi in grado di sequestrare l'anidride carbonica?
AP : Abbiamo intenzione di farlo, anche se non posso parlare con la nostra mano esatta.
BAMBINI : Prima di entrare in Synthetic Genomics, hai lavorato al DOE per più di 30 anni. La visione del dipartimento sull'approccio biotecnologico alle questioni energetiche è cambiata nel corso degli anni?
AP : nel DOE, l'interesse per i biocarburanti era limitato e percepito come un'applicazione di nicchia. C'era più enfasi sulle scienze fisiche rispetto all'energia. Ma ho spinto molto per l'importanza dei biocarburanti. All'inizio non ho avuto successo perché il petrolio è molto economico. Ma alla fine ho vinto il jackpot qualche anno fa. In un paio di discorsi sullo Stato dell'Unione, il presidente Bush, uomo di petrolio e gas, ha iniziato a parlare della nostra dipendenza dal petrolio e dell'importanza dei biocarburanti. Quando l'ho sentito, ho capito che alla fine avevo avuto successo.
BAMBINI : L'energia alternativa è un argomento scottante in questo momento, che sta riscuotendo molto interesse e denaro da parte del governo e degli investitori. Ma questo finanziamento svanirà una volta che i prezzi del gas diminuiranno, come è successo prima?
AP : Può sempre succedere, ma penso che sia meno probabile che accada ora rispetto agli anni novanta e settanta. Anche se il prezzo del petrolio era molto più basso, penso che ci sia un riconoscimento generale nell'opinione pubblica e nel mondo politico che ci conviene essere più indipendenti rispetto ai combustibili liquidi: dobbiamo ancora importare il 60 per cento del petrolio che consumare. È diventata una questione di sicurezza nazionale, in contrapposizione a qualcosa di economico. Molti paesi produttori di petrolio sono paesi a cui non piacciamo molto. I sentimenti possono cambiare in tutte le direzioni, quindi è molto importante ridurre la dipendenza dal carburante importato.
Penso anche che sempre più persone nel mondo stiano riconoscendo che il cambiamento climatico globale è una seria minaccia. I punti di non ritorno nel sistema climatico non sono più ipotetici. Dovremmo iniziare a stipulare una polizza assicurativa contro il cambiamento climatico, ma ciò non sarà possibile finché non faremo più affidamento su combustibili più puliti.