El ingeniero que revaloriza el e-metanol

Natural de Valladolid, Sergio Bordel Velasco comenzó su carrera profesional cursando el grado de Ingeniería Química en la Universidad de Valladolid (UVa) y formándose en la Escuela Nacional de Química de París (ENSCP) como paso previo a la realización de una tesis doctoral en el departamento de Ingeniería Química de la universidad vallisoletana centrada en la biodegradación de compuestos aromáticos empleando bacterias. Gracias a esta investigación, pudo realizar una breve estancia postdoctoral en la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), en México, donde trabajó en la degradación de metano usando organismos. También pasó 6 años en el equipo de la Universidad de Chalmers, ubicada en Göteborg, Suecia, en la cual comenzó a investigar acerca de la construcción y utilización de Modelos Metabólicos a Escala Genética (MMEGs), los cuales incorporan aquellas reacciones enzimáticas que tienen lugar en una célula y permiten predecir los efectos de la introducción de nuevos genes.

Con esta experiencia adquirida, regresó en septiembre de 2017 a su ciudad natal y a la facultad que le vio formarse gracias a un proyecto Marie Curie, por el cual desarrolló MMEGs de distintas bacterias metanotrofas. Y continúa trabajando en Modelos Metabólicos a Escala Genómica de organismos de interés para aplicaciones industriales y medioambientales, concretamente dentro del uso del metano, un gas de efecto invernadero con una capacidad de calentamiento global mayor que la del dióxido de carbono.

«Actualmente desarrollo modelos computacionales que permiten comprender y rediseñar el metabolismo de microorganismos con aplicaciones en biotecnología ambiental e industrial. Mi objetivo es contribuir al desarrollo de procesos biológicos más sostenibles que ayuden a reducir la dependencia de los recursos fósiles», explica el investigador del Instituto de Procesos Sostenibles de la UVa centrado en la biología de sistemas, la ingeniería metabólica y la bioinformática.

Es en este marco que surge su nuevo proyecto, para el cual ha obtenido ayudas de la convocatoria Consolidación Investigadora 2025, concedida por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través de la Agencia Estatal de Investigación, destinadas a reforzar la trayectoria de investigadores dentro del sistema español de I+D+i.

«La transición hacia una economía más sostenible no depende únicamente de producir materias primas renovables, sino también de disponer de tecnologías capaces de transformarlas de manera eficiente». En este sentido, su iniciativa, METAVAL, busca desarrollar nuevas herramientas biotecnológicas para la valorización el e-metanol, una materia prima sostenible producida a partir de hidrógeno renovable y dióxido de carbono capturado.

«Existen microorganismos capaces de alimentarse de metanol, pero carecen de herramientas genéticas avanzadas comparables a las disponibles para otros organismos modelo. Queremos utilizar estas bacterias para transformarlas en compuestos químicos de alto valor añadido que puedan emplearse en la fabricación de materiales industriales, como determinados poliésteres. Si conseguimos desarrollar esas herramientas, abriremos la puerta a una nueva generación de procesos industriales basados en carbono reciclado».

Así quiere afrontar dos grandes desafíos actuales. Por un lado, la necesidad de reducir las emisiones de carbono y encontrar alternativas sostenibles a las materias primas derivadas del petróleo. Y, por otro, el enorme potencial que ofrecen los microorganismos para fabricar productos químicos de forma más limpia y eficiente. «Observamos que el e-metanol se está convirtiendo en un vector prometedor para almacenar energía renovable y reutilizar CO2, pero aún existen limitaciones biotecnológicas para aprovecharlo plenamente. METAVAL nace precisamente para superar esas barreras», incide.

De cara a llegar a su objetivo de convertir la bacteria Paracoccus denitrificans en una plataforma biotecnológica avanzada capaz de transformar e-metanol en moléculas de interés industrial, va a desarrollar un sistema innovador de regulación genética basado en CRISPR, el cual permitirá controlar con gran precisión el metabolismo de la bacteria y dirigirlo hacia la producción de compuestos específicos.

Este proceso comenzará por el desarrollo de las herramientas genéticas y de regulación basadas en CRISPR para posteriormente pasar a diseñar y construir las rutas metabólicas necesarias para producir los compuestos objetivo. Después, optimizarán las cepas obtenidas mediante análisis computacional y experimentación en laboratorio. Y, finalmente, validarán su funcionamiento en biorreactores.

«Una vez demostrada la viabilidad de la tecnología, el siguiente paso sería escalar los procesos y explorar colaboraciones con empresas interesadas en aplicar estos desarrollos en entornos industriales reales. También esperamos que las herramientas generadas puedan utilizarse en otros proyectos de investigación relacionados con la biotecnología del carbono y la bioeconomía circular».

Así quiere «contribuir a reutilizar dióxido de carbono capturado y reducir la dependencia de recursos fósiles. Desde la perspectiva tecnológica, el proyecto permitirá disponer de nuevas herramientas para diseñar microorganismos productores más eficientes. Y desde el punto de vista económico, puede facilitar el desarrollo de procesos industriales innovadores basados en materias primas renovables».

«Me gustaría ayudar a demostrar que la biotecnología puede desempeñar un papel importante en la transición hacia una economía más sostenible. También espero que el proyecto ayude a consolidar capacidades de investigación en la Universidad de Valladolid y a posicionarnos como un referente en el desarrollo de tecnologías biológicas para la valorización del carbono, ya que este proyecto combina disciplinas muy diferentes, como la genética, la bioinformática y la ingeniería metabólica. Los grandes retos de sostenibilidad requieren enfoques multidisciplinares, y METAVAL es un buen ejemplo de cómo distintas áreas del conocimiento pueden trabajar juntas para desarrollar soluciones innovadoras», concluye Bordel Velasco.