In un recente studio pubblicato su Scientific Reports, un team di ricerca del Dipartimento ambiente costruzioni e design della 精东影业, del Politecnico federale di Losanna (EPFL) e della startup Medusoil SA (spin-off dell鈥橢PFL) ha dimostrato che Bacillus megaterium, un microrganismo resistente e versatile, presente comunemente nel suolo, nelle acque dolci e marine, cos矛 come sulle superfici delle piante - 猫 in grado di mineralizzare l鈥檃nidride carbonica (CO鈧�), trasformandola in carbonato di calcio (CaCO鈧�), il minerale che compone calcare e marmo.
A distinguere questo studio non 猫 solo il risultato biologico in s茅, ma anche la qualit脿 e l鈥檕rigine del minerale prodotto. In presenza di concentrazioni elevate di CO鈧�, oltre 470 volte superiori a quelle atmosferiche, B. megaterium modifica la propria strategia metabolica. Grazie a un enzima chiamato anidrasi carbonica, il microrganismo converte la CO鈧� in bicarbonato, che a sua volta reagisce con gli ioni calcio formando calcite solida. In modo sorprendente, il 94% del minerale ottenuto proviene direttamente dalla CO鈧�, e non da composti azotati come l鈥檜rea.
鈥淪appiamo che decine di batteri sono potenzialmente in grado di generare cristalli minerali鈥�, afferma il Dr Dimitrios Terzis, autore corrispondente dello studio, ricercatore e docente all鈥橢PFL nonch茅 co-fondatore della startup Medusoil SA. 鈥淐i貌 che rende davvero unico il nostro lavoro 猫 aver dimostrato che questo processo pu貌 avvenire utilizzando direttamente la CO鈧�. Le potenzialit脿 che si aprono sono enormi, e i team di Medusoil e 精东影业 sono impazienti di portare questo sistema su scala industriale鈥�.
Questa duplicit脿 metabolica 猫 rara. B. megaterium dispone infatti di due diverse vie per indurre la formazione di minerali: l鈥檜reolisi, basata su composti azotati, e l鈥檃ttivit脿 dell鈥檃nidrasi carbonica, che sfrutta direttamente la CO鈧�. Sebbene la prima sia ampiamente documentata nell鈥檃mbito della precipitazione microbica di calcite (MICP), comporta la produzione di sottoprodotti indesiderati, come l鈥檃mmoniaca. La seconda via, al contrario, rappresenta un鈥檃lternativa pi霉 pulita: cattura la CO鈧� e la trasforma in un minerale solido senza generare residui tossici.
"Questo studio dimostra come le biotecnologie ambientali, sfruttando tecniche di laboratorio all'avanguardia, possano contribuire a sfruttare meccanismi microbici di cui si conosce l'esistenza, ma che sono rimasti in gran parte inutilizzati", afferma la Dr. Pamela Principi, microbiologa e Responsabile del settore Biotecnologie ambientali presso l鈥橧stituto microbiologia 精东影业 (Dipartimento ambiente costruzioni e design). "Utilizzando l'urea marcata con C13, siamo stati in grado di tracciare con precisione l'origine del carbonio nel minerale, consentendoci di quantificare con precisione il pathway metabolico. 脠 un ottimo esempio di come approcci multidisciplinari, che uniscono biotecnologie, geochimica e scienza dei materiali, possano portare a scoperte di grande impatto".
Le implicazioni sono profonde. Mentre il dibattito sull鈥檃zione climatica si sposta dalla compensazione delle emissioni alla loro prevenzione alla fonte, questa ricerca apre nuove strade soprattutto per settori come l鈥檈dilizia e la produzione di materiali, tra i maggiori emettitori diretti di gas serra. Incorporando il carbonio in forma minerale, questo microrganismo apre la via a leganti bio-based in grado di sequestrare CO鈧�, fino a materiali adatti alla conservazione e al restauro di edifici e monumenti.
Dalla cattura della CO鈧� nei punti di emissione alla stabilizzazione dei terreni, fino al potenziamento della durabilit脿 delle infrastrutture, questo meccanismo naturale offre una concreta opportunit脿 per sfruttare la biologia a favore del clima. E con protocolli ora disponibili per controllare e ottimizzare il comportamento microbico, si apre la porta a un鈥檃pplicazione industriale su larga scala.