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Biomasse rinnovabili, ingegneria metabolica e biocarburanti

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Le biomasse cellulosiche (scarti agroalimentari, rifiuti urbani, fanghi di cartiere) sono abbondanti, economiche e rinnovabili e pertanto sono i substrati più interessanti per i processi di bioraffineria volti a produrre molecole di interesse industriale (solventi, carburanti, "building blocks") mediante fermentazione.

Tuttavia la cellulosa è altamente recalcitrante alla biodegradazione, pertanto la sua bioconversione richiede attualmente processi industriali complessi (più bioreattori in serie) e costosi. Le nostre ricerche sono finalizzate a sviluppare mediante ingegneria metabolica (ingegneria genetica "razionale" e evoluzione "in vivo") dei ceppi microbici da impiegarsi in processi integrati (singolo bioreattore) di conversione della cellulosa in biocarburanti (etanolo, butanolo).

A tale scopo sono utilizzate due possibili strategie: i) "native cellulolytic strategies", finalizzate a conferire ad organismi cellulosolitici naturali la capacità di produrre molecole di interesse industriale; ii) "recombinant cellulolytic strategies", volte ad ingegnerizzare microrganismi produttori di molecole di interesse industriale con sistemi cellulasici eterologhi. Il nostro approccio sperimentale comprende:

Lo studio dettagliato del metabolismo mediante tecniche "-omiche" (proteomica, transcrittomica, metabolomica) al fine di individuarne i punti chiave
Lo sviluppo e l'ottimizzazione di metodi di manipolazione genica dei ceppi microbici di interesse
L'ingegnerizzazione delle vie metaboliche mediante approccio mirato o "razionale" oppure mediante evoluzione in vivo ("evolutionary engineering").
I progetti attualmente in corso comprendono lo sviluppo di: i) un batterio lattico cellulosolitico capace di convertire la cellulosa in butanolo; ii) ceppi di Clostridium cellulovorans in grado di convertire la cellulosa in etanolo e/o butanolo.

Progetti finanziati

2015-2017. Progetto di Ateneo-San Paolo. Ingegnerizzazione di Clostridium cellulovorans per la conversione di etanolo e butanolo da biomasse cellulosiche mediante processo integrato (consolidated bio-processing)

 

Ultimo aggiornamento: 19/07/2018 15:51
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