Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los científicos a la hora de convertir biomasa de plantas en biocombustibles u otros bioproductos es la lignina. Ésta es un componente natural de las paredes celulares de las plantas y juega un papel fundamental en la capacidad de las plantas para crecer contra la gravedad. Sin embargo, la lignina hace que sea difícil de descomponer la materia vegetal para que sus bloques de construcción ricos en carbono se puedan convertir en formas adecuadas para la generación de energía.
Una solución simple podría ser la de diseñar plantas con menos lignina. Pero los intentos anteriores de hacer esto a menudo han dado lugar a plantas más débiles y con retraso en el crecimiento. Ahora, mediante el diseño de una nueva enzima implicada en la síntesis de lignina, científicos estadounidenses han alterado la lignina en árboles de álamo en una forma que aumenta el acceso a los bloques de construcción de biocombustible sin inhibir el crecimiento de las plantas.
La investigación, publicada en la revista Nature Communications, consiguió aumentar casi un 50% la producción de etanol a partir de árboles de álamo sanos cuya biomasa leñosa liberó 62% más azúcares simples que las plantas nativas. La lignina representa aproximadamente el 20% de la estructura leñosa de los álamos, con polímeros de celulosa y hemicelulosa que representan aproximadamente el 45% y 25% respectivamente, junto con otros componentes menores.
Los científicos exploraron en esta investigación una nueva estrategia creativa para modificar la estructura de la lignina basado en un análisis detallado de las estructuras de enzimas que fueron resueltas previamente usando rayos X. En esos estudios, los científicos también han buscado diseñar una serie de variantes de la enzima, llamada monolignol 4-O-metiltransferasa, algunas de las cuales modifica de manera efectiva la estructura de bloques de construcción de la lignina para que ya no sean incorporados en el polímero de lignina.
