Descubren una nueva especie de bacteria que puede degradar plásticos

Un grupo de científicos españoles han diseñado una proteína artificial con la capacidad de degradar microplásticos. Este avance representa un hito en la lucha contra la contaminación por plásticos, ofreciendo una esperanza tangible para abordar este problema.

Ante la baja tasa de reciclaje de plásticos a nivel mundial, es evidente la necesidad de desarrollar tecnologías disruptivas que mejoren la circularidad de los plásticos. Los procesos biológicos, como el estudiado por el equipo de investigadores españoles, ofrecen una vía prometedora para abordar este desafío.

Una investigación disruptiva

Científicos españoles, encabezados por Víctor Guallar, del Centro de Supercomputación de Barcelona, Manuel Ferrer, del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC, y Sara García-Linares, de la Universidad Complutense de Madrid, combinaron sus conocimientos en biotecnología y biología molecular para desarrollar un proyecto innovador.

El proceso de diseño de la proteína artificial se inspira en el funcionamiento de la naturaleza. Particularmente, se han enfocado en una proteína natural llamada FraC, presente en ciertas bacterias. Esta proteína tiene propiedades que los investigadores consideraron útiles para su propósito.

Utilizando técnicas de inteligencia artificial y biología molecular, los científicos realizaron modificaciones en la estructura de la proteína FraC. Estas modificaciones permitieron convertirla en una enzima altamente especializada capaz de romper los enlaces químicos en los microplásticos.

Las modificaciones a nivel molecular son esenciales para que la proteína artificial cumpla su función de degradar microplásticos de manera efectiva. La transformación de FraC en una herramienta específica demuestra el poder de la ingeniería molecular en la resolución de problemas ambientales.

Una gran eficacia

Para evaluar la eficacia de la proteína artificial, los científicos realizaron comparaciones con enzimas de referencia. Estas eran conocidas por su capacidad para degradar plásticos, específicamente el tereftalato de polietileno (PET).

Una de las proteínas diseñadas, la npFraCm1, mostró un perfil de degradación único en comparación con las enzimas de referencia. Mientras que estas últimas tienden a producir solo fragmentos más pequeños del PET, la npFraCm1 dirige el PET formando tereftalato de etileno (ETE) como producto principal de degradación.

Este es un residuo molecularmente más simple y fácil de descomponer. El equipo de investigadores, incluidos estudiantes de doctorado y la doctora Laura Fernández-López, logró así un avance significativo en la degradación de microplásticos. Su trabajo fue publicado en la revista Nature.

Otro gran hallazgo en Australia

Investigadores de la Universidad de Queensland identificaron al gusano Zophobas Morio como una súper especie, capaz de comer poliestireno gracias a una enzima bacteriana en su intestino.

Este descubrimiento proporciona una base para futuras investigaciones sobre el reciclaje microbiano de los desechos plásticos. Los súper gusanos actúan como miniplantas de reciclaje al triturar el poliestireno y alimentar a las bacterias de sus intestinos.

Los productos de descomposición de este proceso pueden ser utilizados por otros microbios para crear compuestos de alto valor, como los bioplásticos. Esto abre nuevas puertas en el camino hacia una economía circular más sostenible.

El problema de la contaminación plástica

La mayoría de los plásticos, como el polipropileno, no se degradan fácilmente y pueden persistir en el medio ambiente durante décadas. Esta persistencia los convierte en importantes contaminantes para los ecosistemas terrestres y marinos.

Algunas especies de hongos han demostrado tener la capacidad de producir enzimas capaces de degradar polímeros específicos. Estas enzimas, conocidas como exoenzimas, tienen una amplia variedad de funciones, desde la oxidativa hasta la hidrolítica, lo que les permite descomponer estructuras poliméricas complejas en unidades más simples.

Los expertos destacan la importancia de comprender mejor cómo los hongos y otros microorganismos pueden acelerar la degradación de los plásticos en condiciones ambientales. Este enfoque en los procesos biológicos ofrece nuevas perspectivas para abordar el problema de la contaminación plástica.

Otros procedimientos para degradar plásticos

Existen diversos procedimientos para degradar plásticos, cada uno con sus ventajas y desventajas. A continuación, vemos algunos de los métodos más utilizados:

Degradación biológica

Este método consiste en utilizar microorganismos como bacterias, hongos y enzimas para descomponer los polímeros de plástico. Los microorganismos se alimentan de los plásticos y los transforman en compuestos más simples que pueden ser absorbidos por la naturaleza.

Degradación química

La degradación química implica la utilización de agentes químicos para romper los enlaces de los polímeros de plástico y transformarlos en compuestos más simples. Este método puede ser más rápido que la degradación biológica, pero puede generar subproductos tóxicos y contaminantes.

Degradación térmica

La degradación térmica consiste en someter los plásticos a altas temperaturas para descomponerlos en sus componentes básicos. Este proceso se conoce como pirólisis y puede ser utilizado para reciclar plásticos y obtener nuevos materiales.

Biodegradación

La biodegradación es un proceso natural en el que los microorganismos descomponen los plásticos en compuestos orgánicos que pueden ser asimilados por la naturaleza. Algunos plásticos biodegradables son diseñados específicamente para degradarse de manera rápida y segura en el medio ambiente.

Reciclaje

El reciclaje es una de las formas más efectivas de degradar plásticos, ya que permite reutilizar los materiales para la fabricación de nuevos productos. Existen diferentes procesos de reciclaje, como el reciclaje mecánico y el reciclaje químico, que permiten recuperar los plásticos y darles una segunda vida.

Lecturas recomendadas

Biodegradación de plásticos convencionales

Degradación de materiales plásticos