Ya estamos, o se está muy cerca, de la fecha en que la demanda de petróleo comienza a superar la oferta. De allí en adelante necesariamente vendrá la escalada progresiva de su precio, hasta llegar al agotamiento del recurso ("Cuánto tiempo durará el petróleo"). Es por ello que, contra el tiempo, es urgente encontrar un sustituto y una posible solución parece estar en los biocombustibles. Ya se ha demostrado que es posible producirlos en base a vegetales como el maíz, la caña de azúcar, la soya y otros productos agrícolas. Sin embargo, su producción entra a competir con la producción de alimentos. Es que la tierra de cultivo se necesita prioritariamente para producir los alimentos que requiere la creciente y hambrienta población mundial (Cómo van los biocombustibles).

Otra alternativa que no compromete los recursos alimentarios, podría ser la celulosa de la madera. ("La celulosa puede ser un biocombustible líquido que reemplace el petróleo"). Sin embargo esta tiene un inconveniente que aún no se ha solucionado: el contenido de lignina, un polisacárido que le da la dureza a los árboles, que por su compleja estructura química hace muy difícil separar en ella las moléculas de glucosa para fermentarlas y llegar finalmente a obtener etanol.

Aquí es donde entran las macro algas marinas. Ellas no contienen lignina, ya que en el océano necesitan ser flexibles, frente al continuo movimiento de las olas. Tampoco requieren de tierra agrícola, por lo que no compiten con los alimentos. No necesitan agua para su regadío, ni fertilizantes, todo lo cual lo provee el propio mar. Pero hay un problema: más o menos un tercio del azúcar de las algas marinas están contenidas en un complejo polímero, llamado alginatos, que los microbios industriales no son capaces de convertirlo en etanol. Pero recientemente Yasuo Yoshikuni de la empresa biotecnológica Bio Architecture Lab (BAL) de Berkeley, California, parecen haber conseguido solucionar el problema. Ha logrado modificar genéticamente una cepa de Escherichia coli, que después de ello, es capaz de romper y fermentar el alginato y todas las demás azúcares del alga marina, hasta llegar a obtener etanol. (Science vol. 335, Enero 2012, p.308).

Sin embargo para los expertos no está claro como estas algas marinas podrían llegar a satisfacer la enorme demanda actual de energía para reemplazar el petróleo. Guri Roesijadi del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) en Sequin, Washington, ha calculado que para reemplazar el 1% de las necesidades de gasolina de los Estados Unidos, se requeriría cultivar algas en unos 11,000 kilómetros cuadrados de mar. Ello no parece posible, pero para los países que poseen una extensa costa, como es el caso de Chile, ello podría ser una oportunidad.

Que es lo que han logrado Yoshikuni y sus colaboradores

Los azucares de las macroalgas pardas, se encuentran constituyendo diversos compuestos, como alginatos, manitol o glucanos, pero ellos no son fácilmente fermentables por micro organismos, como sucede por ejemplo con el azúcar de caña. El desafío para Yoshikuni y sus colaboradores era como llegar a una bacteria capaz de fermentar esos azucares y luego convertirlos a etanol. Pero aparentemente ella no existía, de modo que han debido preparar una bacteria corriente, y equiparla con los genes y sus enzimas respectivas, capaces de desarrollar los procesos fermentativos hasta obtener metanol. Fue así como eligieron a la Escherichia coli, y por diversos procesos de manipulación genética, la fueron equipando con los genes adecuados, capaces de desarrollar el proceso fermentativo a partir de los azucares de alginatos, manitol y glucanos, hasta llegar a la producción de etanol, y de paso obtener valiosos productos químicos.

Comenzaron por buscar genes capaces de fragmentar alginatos en pequeños fragmentos llamados oligómeros. Fue así como encontraron que una bacteria marina, llamada Pseudoalteronomas sp, tenía un gene que codificaba una enzima llamada alginato liasa (Aly), la que era capaz de desarrollar esta tarea. De ella extrajeron y aislaron el gene y lo agregaron a la Escherichia coli. Para completar el proceso fermentativo de los oligómeros debieron agregarle además otros genes provenientes de otra bacteria, llamada Vibruio splendidus. Consiguieron así que la bacteria E.coli fuera capaz de degradarlos hasta estructuras más simples, como piruvato. Finalmente agregaron al E. coli genes tomados de la bacteria Zymomonas mobilis, originalmente aislada del jugo de caña de azúcar fermentado. Con ello consiguieron que la misma bacteria E. coli, con estos tres genes introducidos, fuera capaz de terminar el proceso transformando los piruvatos en etanol. De este modo la E.coli pudo desarrollar la fermentación, llegando a convertir en etanol más del 80% del máximo teórico posible de azucares que el alga contiene. Con ello no sólo confirman la posibilidad de producir biocombustibles, sino también de paso disponer muchos otros valiosos productos químicos de interés industrial.

El proyecto de investigación se desarrolló por la empresa Bal en Berkeley, California, utilizando la macro alga llamada kombu (Saccharina japónica). Las perspectivas comerciales parecen auspiciosas, siempre que se implemente el cultivo del alga y su posterior fermentación en áreas costeras suficientemente extensas como para hacer rentable el proceso. Es por ello que en la actualidad los ensayos pilotos industriales se han estado realizando desde hace más de un año, en las costas de la isla de Chiloé en Chile, utilizando el alga parda, conocida como "huiro" (Macrocystis pyrifera), la que ha confirmado los anteriores resultados, con buenos rendimientos en términos de etanol. El proyecto ha sido financiado en forma conjunta por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), como un proyecto de avanzada, y por la Corporación de Fomento a la Producción (CORFO INNOVA) del gobierno de Chile.