Carburanti che non richiedono l’estrazione di petrolio dal suolo, ma il lavoro silenzioso di lieviti che convertono scarti agricoli.
Sistemi per proteggere le colture dagli insetti senza spruzzare una sola goccia di pesticida.
Questi sono solo alcuni dei frutti del lavoro di Frances Arnold, premio Nobel per la Chimica nel 2018 per la sua idea di sfruttare i meccanismi evolutivi per produrre proteine in modi innovativi e sostenibili.
Riuscendo a ottenere ciò che i chimici, privi dell’impareggiabile creatività della natura, non sapevano fabbricare.
Per questo Frances Arnold è stata definita “la donna che addomesticò l’evoluzione“.
Perché addomesticare l’evoluzione, professoressa Arnold?
“Parte tutto dall’osservazione della natura, che riesce ad assemblare i materiali che servono alla vita partendo da risorse grezze, abbondanti e rinnovabili.
Perché la chimica della natura è vasta, ma limitata: ci sono vaste parti della tavola periodica che la biologia non ha mai esplorato.
Prendiamo il silicio: è il secondo elemento più abbondante sulla crosta terrestre, eppure i legami tra carbonio e silicio non sono noti in biologia.
Sono gli umani a crearli.
Ci sono almeno 50 prodotti nelle nostre case – dal gel per i capelli, agli auricolari, ai sigillanti – fatti con legami carbonio-silicio.
Tutti realizzati dalla chimica umana, non da quella della natura.
Ma gli umani non sono molto bravi in questo.
Centinaia di milioni di dollari di platino, utile come catalizzatore, sono estratti ogni anno per realizzare questi prodotti.
E già solo questo crea un enorme degrado ambientale.
Però noi abbiamo mostrato che l’evoluzione direzionata può darci questi catalizzatori in modo sostenibile: con un minerale come il ferro, attivato dentro una proteina“.
Potere dell’evoluzione…
“Già.
Vede, io ho una una formazione da ingegnere meccanico e negli anni ’70 ho fatto uno stage alla Breda Termomeccanica di Sesto San Giovanni, dove ho imparato alcuni dei processi ingegneristici per costruire le centrali nucleari.
Ebbene, non c’è confronto con la complessità e la funzionalità di ciò che la natura ha saputo ingegnerizzare.
Alla Breda avevamo 500 diversi processi di progettazione, mentre la natura ne ha solo uno con cui riesce a fare cose impossibili all’uomo: si chiama “evoluzione”.
Se impariamo a usarla sempre meglio, avremo soluzioni biologiche al problema del cibo, dei combustibili, del riscaldamento globale.
Ad esempio io ho allenato gli enzimi dei lieviti a convertire scarti agricoli in isobutanolo, un eccellente precursore per una varietà di carburanti utilizzabili per auto, navi e aeroplani.
Credo che un giorno riusciremo a fare come la natura sviluppando enzimi capaci di trasformare la CO2 e la luce solare in plastica biodegradabile“.
La consegna della Medaglia presidenziale della Libertà per la Tecnologia e l’Innovazione da parte del presidente Usa Barack Obama (2011)
Riuscirà la chimica industriale a fare a meno di catalizzatori come il platino, che hanno un’estrazione ad alto impatto ambientale?
“È la nostra speranza.
La natura è stata brillante nell’usare risorse molto comuni come il ferro per le sue reazioni chimiche: se impariamo a sfruttare la chimica della natura, abbiamo la speranza di sostituire elementi come il platino, che al momento stiamo esaurendo e che sono dispendiosi da estrarre dalla terra.
Questa, per ora, è una realtà soltanto in piccoli processi: per esempio, Merck negli Stati Uniti nella produzione di un farmaco ha sostituito un catalizzatore al rodio con un enzima naturale ottenuto tramite “evoluzione direzionata”.
Ciò dimostra che lo si può fare.
Bisogna capire come farlo su vasta scala“.
Come si proteggono i raccolti senza pesticidi?
“Se invece dei pesticidi spruzziamo sui campi i feromoni, i composti chimici emessi dalle femmine che servono ai maschi per rintracciarle, possiamo confondere i maschi e impedire gli accoppiamenti.
In sé non è un’idea nuova, si usa, ad esempio, in Italia per l’uva da vino e frutta molto costosa, perché è costoso sintetizzare chimicamente i feromoni degli insetti.
L’idea di un mio ex studente, Pedro Coelho, Ceo della startup Provivi, è quella di “addestrare” i lieviti a sintetizzare questi feromoni usando gli enzimi.
Per produrre grandi quantità di feromoni a basso costo, e usarle per le più grandi colture alimentari del mondo: mais, riso e soia.
Non solo funziona, ma funziona benissimo: abbiamo appena ottenuto l’approvazione in Brasile per il cotone e in Messico per il mais.
E stiamo lavorando in Asia per il riso.
Tutte colture che oggi necessitano di molti pesticidi”.
(Articolo di Giuliano Aluffi, pubblicato con questo titolo il 5 novembre 2020 sul sito online del quotidiano “la Repubblica”)
