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La reducción del dióxido de carbono en productos útiles como combustibles y productos químicos es un tema de intensa actividad investigadora en la actualidad, impulsada por la necesidad de reducir los niveles atmosféricos de CO2 y evitar aumentos catastróficos de la temperatura en todo el mundo. En esta revisión, examinamos una serie de enfoques tecnológicos diferentes para la conversión del CO2, su estado actual y las moléculas que mejor se adaptan a cada enfoque. En la Parte I, se presentan las rutas biológica, catalítica y electrocatalítica.
Además de las rutas electroquímicas y termocatalíticas, otras opciones incluyen las conversiones de base biológica que utilizan el CO2 como fuente de carbono y un co-reactivo como el hidrógeno para el suministro de energía, con algunas tecnologías que ya han alcanzado el estatus comercial. Algunos ejemplos son la plataforma tecnológica de fermentación gaseosa de LanzaTech para producir combustibles y productos químicos como etanol y 2,3-butanodiol (13) y el proceso de metanización de Electrochaea (14). Tanto el uso directo de CO2 como la conversión de CO2 no deben considerarse como una estrategia de mitigación per se por las razones ya mencionadas, sino como un factor que aumenta el valor de un proyecto de captura de CO2 y contribuye al “argumento comercial”. Al desplazar el uso de combustibles fósiles y promover una economía circular más sostenible, la reutilización del CO2 también puede ayudar a mejorar la seguridad energética de un país. Además, también existe un impacto socioeconómico positivo a través de la creación de puestos de trabajo en torno a la construcción y el funcionamiento de una instalación de este tipo.
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ResumenLos puntos de carbono (CD) son nanomateriales fotoluminiscentes con amplias aplicaciones. A pesar de su fotoactividad, aún se desconoce si los CD se degradan bajo iluminación y si dicha fotodegradación tiene efectos citotóxicos. Aquí demostramos que los CD sintetizados en laboratorio e irradiados con luz se degradan en moléculas tóxicas tanto para células humanas normales (HEK-293) como cancerosas (HeLa y HepG2). Ocho días de irradiación fotolizan entre el 28,6 y el 59,8% de los CD en moléculas de <3 kilo Dalton, 1431 de las cuales se detectan mediante cromatografía líquida de alto rendimiento no diana-espectrometría de masas de tiempo de vuelo cuadrupolar de alto rendimiento. La red molecular y el análisis comunitario revelan además 499 moléculas relacionadas con la citotoxicidad, 212 de las cuales contienen estructuras relacionadas con el polietilenglicol, la glucosa o el benceno. La producción fotoinducida de radicales hidroxilo y alquilo desempeña un papel importante en la degradación de los CD, que se ve afectada por la temperatura, el pH, la intensidad de la luz y la longitud de onda. Los CD comerciales muestran productos fotodegradados y perfiles de citotoxicidad similares, lo que demuestra que la citotoxicidad inducida por fotodegradación es probablemente común a los CD independientemente de su composición química. Nuestros resultados destacan la importancia de la luz en los estudios de citocompatibilidad de los CD.
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El acetil-CoA es un metabolito fundamental en las rutas metabólicas centrales de E. coli, y también un precursor para la biosíntesis de un gran número de productos químicos industriales y productos naturales, incluyendo PHB (Martin et al., 2003; Meng et al., 2012; Liu et al., 2016). La ruta metabólica más común para la síntesis de acetil-CoA en E. coli es la vía de la glucólisis acoplada a la descarboxilación del piruvato por la piruvato deshidrogenasa (Bates et al., 1977). A través de esta vía, cada mol de glucosa se convierte en 2 mol de acetil-CoA con generación de 4 mol de NADH, 2 mol de ATP y 2 mol de CO2 (Figura 1B). La liberación de CO2 disminuye la economía atómica de la ruta biosintética química dirigida, lo que conduce a la disminución del rendimiento teórico de producción, el título y la productividad (Chae et al., 2017).
Para producir PHB a partir de etanol y acetato, construimos una cepa modificada de E. coli que crece con etanol como única fuente de carbono mediante la introducción del mutante AdhE A267T/E568K, y mejoramos la utilización de acetato mediante la sobreexpresión de ACS. La comparación de la producción de PHB utilizando glucosa, etanol o acetato como única fuente de carbono mostró que la producción y el rendimiento del etanol eran mucho mayores que los de la glucosa y el acetato. Además, otras sustancias químicas derivadas del acetil-CoA, como el 3-hidroxipropionato (3HP) y el PG, se produjeron a partir de estas tres materias primas, lo que sugiere que el etanol es una fuente de carbono adecuada para la producción de derivados del acetil-CoA.
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El silencio no siempre es oro, sobre todo cuando se trata de intoxicación por monóxido de carbono (CO). El CO es un gas inodoro e incoloro que puede causar enfermedades repentinas y la muerte. Cuando se producen cortes de electricidad después de condiciones meteorológicas adversas, como tormentas invernales o huracanes, el uso de fuentes de energía alternativas puede provocar la acumulación de CO en una vivienda y envenenar a las personas y animales que se encuentren en su interior. Los síntomas más comunes de la intoxicación por CO son dolor de cabeza, mareos, debilidad, náuseas, vómitos, dolor torácico y confusión. La inhalación de niveles elevados de CO puede causar pérdida de conocimiento y la muerte.
Hay medidas que puede tomar para protegerse y proteger a su hogar de la intoxicación por CO. Cambie o compruebe las pilas de su detector de CO cada seis meses. Si no tiene un detector de CO a pilas o con pilas de reserva, cómprelo pronto.
El CO se encuentra en los humos producidos por hornos, estufas, linternas y cocinas de gas, o por la combustión de carbón y leña. El CO procedente de estas fuentes puede acumularse en espacios cerrados o parcialmente cerrados. Las personas y animales que se encuentren en estos espacios pueden intoxicarse y morir por respirar CO.
