Las botellas de plástico que tiramos hoy durarán cientos de años. Es una de las razones clave por las que el creciente problema de la contaminación plástica, que está teniendo un efecto mortal en la vida marina, es tan serio.

Pero los científicos descubrieron recientemente una cepa de bacterias que literalmente puede comerse el plástico que se usa para hacer botellas. y ahora lo hemos mejorado para que funcione más rápido. Los efectos son modestos, no es una solución completa a la contaminación plástica, pero muestra cómo las bacterias podrían ayudar a crear un reciclaje más respetuoso con el medio ambiente.

Los plásticos son polímeros complejos, lo que significa que son largos, repetir cadenas de moléculas que no se disuelven en agua. La fuerza de estas cadenas hace que el plástico sea muy duradero y significa que lleva mucho tiempo descomponerse de forma natural. Si pudieran dividirse en sus más pequeños, unidades químicas solubles, luego, estos bloques de construcción podrían recolectarse y reciclarse para formar nuevos plásticos en un sistema de circuito cerrado.

En 2016, Científicos de Japón probaron diferentes bacterias de una planta de reciclaje de botellas y encontraron que Ideonella sakaiensis 201-F6 podría digerir el plástico utilizado para fabricar botellas de bebidas de un solo uso, tereftalato de polietileno (PET). Actúa secretando una enzima (un tipo de proteína que puede acelerar las reacciones químicas) conocida como PETasa. Esto divide ciertos enlaces químicos (ésteres) en PET, dejando moléculas más pequeñas que las bacterias pueden absorber, utilizando el carbono que contienen como fuente de alimento.

Aunque ya se sabía que otras enzimas bacterianas digieren lentamente el PET, la nueva enzima aparentemente había evolucionado específicamente para este trabajo. Esto sugiere que podría ser más rápido y eficiente y, por lo tanto, tiene potencial para su uso en el bioreciclaje.

Como resultado, varios equipos han intentado comprender exactamente cómo funciona PETase mediante el estudio de su estructura. En los últimos 12 meses, grupos de Corea, China y el Reino Unido, Estados Unidos y Brasil han publicado trabajos que muestran la estructura de la enzima en alta resolución y analizan sus mecanismos.

Estos artículos muestran que la parte de la proteína PETasa que realiza la digestión química está adaptada físicamente para unirse a las superficies de PET y funciona a 30 ° C. haciéndolo apto para el reciclaje en biorreactores. Dos de los equipos también demostraron que al cambiar sutilmente las propiedades químicas de la enzima para que interactuara con el PET de manera diferente, funcionaba más rápidamente que la PETasa natural.

Usar enzimas de bacterias en biorreactores para descomponer el plástico y reciclarlo es aún más fácil de decir que de hacer. Las propiedades físicas de los plásticos dificultan la interacción de las enzimas con ellos.

El PET utilizado en las botellas de bebidas tiene una estructura semicristalina, lo que significa que las moléculas de plástico están muy compactas y es difícil que la enzima llegue a ellas. El último estudio muestra que la enzima mejorada probablemente funcionó bien porque la parte de la molécula que participa en la reacción es muy accesible. facilitando que la enzima ataque incluso las moléculas de PET enterradas.

Mejoras modestas

Las mejoras en la actividad de PETasa no fueron dramáticas, y no estamos ni cerca de una solución a nuestra crisis del plástico. Pero esta investigación nos ayuda a comprender cómo esta enzima prometedora descompone el PET y da pistas sobre cómo podríamos hacer que funcione más rápido manipulando sus partes activas.

Es relativamente inusual poder diseñar enzimas para que funcionen mejor de lo que han evolucionado a través de la naturaleza. Quizás este logro refleje el hecho de que las bacterias que usan PETase han evolucionado recientemente para sobrevivir en este plástico artificial. Esto podría brindar a los científicos una oportunidad emocionante para superar la evolución mediante la ingeniería de formas optimizadas de PETasa.

Hay una preocupación aunque. Si bien es probable que cualquier bacteria modificada utilizada en biorreactores esté altamente controlada, El hecho de que haya evolucionado para degradar y consumir plástico en primer lugar sugiere que este material del que dependemos tanto puede no ser tan duradero como pensábamos.

Si más bacterias comenzaran a comer plástico en la naturaleza, los productos y estructuras diseñados para durar muchos años podrían verse amenazados. La industria del plástico se enfrentaría al serio desafío de evitar que sus productos se contaminen con microorganismos hambrientos.

Las lecciones de los antibióticos nos enseñan que somos lentos para burlarnos de las bacterias. Pero tal vez estudios como estos nos den una ventaja.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.