La solución al problema del reciclaje del PET podría estar en estas bacterias
Los científicos nipones han descubierto una nueva especie de bacteria que produce una enzima que se alimentan de plástico. Cuando estos microorganismos se aplicaron a una película de PET esta fue consumida por completo tras seis semanas.
Anualmente se producen más de 45 millones de toneladas de PET en el mundo. Mientras que un pequeño porcentaje se recicla, gran parte de ello termina en vertederos o en diversos cursos de agua, creando problemas ambientales muy significativos.
Los científicos han buscado durante mucho tiempo un agente biológico que fuera capaz de degradar efectivamente la estructura del PET, pero hasta la fecha, sólo se habían encontrado algunas especies de hongos que podrían romper parcialmente (y siempre en condiciones de laboratorio) este material.
Sin embargo, un equipo de investigadores japoneses dirigido por el Dr. Shunsuke Yoshida, del Instituto de Tecnología de Kyoto ha descubierto una especie de bacteria que produce una enzima que se alimentan de plástico, algo que hasta ahora nunca se había visto.
Una solución natural
Los investigadores recolectaron 250 muestras en una planta de reciclaje de PET, incluyendo algunas del suelo, varios sedimentos y lodos, además de aguas residuales. Luego estudiaron las comunidades microbianas presentes en las muestra, para determinar si jugaban algún papel en el proceso de descomposición del material.
"Descubrimos que una muestra de sedimento contenía una comunidad microbiano distinta a las esperadas", explicó el Dr. Kenji Miyamoto, experto en bioquímica de la Universidad de Keio, que formó parte del estudio publicado en la revista Science.
"Dicha comunidad contenía una mezcla de bacterias, células de levadura y protozoos" que se aislaron y se aplicaron sobre una delgada película de PET y observaron que sobre la capa plástica comenzaban a aparecer hoyos prominentes, señal de que ésta se consumía. Tras seis semanas el PET se degradó por completo.
"A continuación logramos aislar una bacteria específica del grupo, a la que se le llamó Ideonella sakaiensis y se encontró que esta cepa produce dos enzimas muy particulares que sería las causantes de la biodegradación del PET" dijeron los investigadores.
Un análisis posterior mostró que estas dos enzimas, PETase y MHETase, podrían ser efectivamente las causantes del colapso sufrido tanto por el PET como por otro compuesto llamado MHET (mono 92-hidroxietil), que se forma durante el proceso de descomposición.
Los productos de degradación, que son el etilenglicol y el ácido tereftálico resultan completamente benignos para el medio ambiente, ya que son reutilizados por las bacterias como fuentes de energía.
Evolución por adaptación
Se cree que la aparición de dichas enzimas puede ser producto de una evolución de las bacterias a través de intercambio de genes dentro del Vertedero, ya que esta sería la única explicación plausible de tal hecho.
Dado que el PET se ha comenzado a fabricar hace tan solo unos setenta años, ello sugiere que el rasgo mencionado (la producción de dichas enzimas con tan alto grado de especificidad) ha evolucionado en relativamente poco tiempo y como una necesidad de adaptación al medio.
Los investigadores buscaron las bases de datos genómicas para determinar si cualquier otro organismo comparte los genes responsables de las enzimas que metabolizan el PET y no encontraron ninguna otra especie con el conjunto completo de genes que tiene la Ideonella sakaiensis.
Sin embargo se encontraron 92 microorganismos que según su genoma podrían sintetizar MHETase y 32 de ellas también podrían producir una parte de las otras enzimas utilizadas en el proceso metabolización del PET.
"Las mutaciones necesarias para generar una enzima que rompa los enlaces químicos podría ser el resultado adaptativo ante la abundancia de PET" dijo el Dr. Miyamoto y aclaró que: "No está claro si existen otros microrganismos similares, pero habría que buscarlos en otros vertederos por todo el mundo”.
Los investigadores afirman que el volumen de PET en el sitio de la muestra, así como el cultivo del grupo microbiano durante el procedimiento experimental, podrían haber ayudado a dicha bacteria en su efectividad, dado que había obtenido los genes necesarios mediante el intercambio con otras bacterias.
En el buen camino
Mientras que el nuevo descubrimiento tiene posibilidades muy interesantes para la descomposición de los plásticos de manera inocua para el medio ambiente, el Dr. Miyamoto dijo que el proceso no era tan simple como colocar en los vertederos ejércitos de bacterias que metabolizan PET para descomponer residuos plásticos.
"Debido a su estructura cristalina, la velocidad de degradación del PET es muy lenta. Sin embargo, después de aplicarle un tratamiento térmico a 260 grados, la estructura se rompe, permitiendo que estos microrganismos descompongan fácilmente el plástico", dijo.
ECOticias
Anualmente se producen más de 45 millones de toneladas de PET en el mundo. Mientras que un pequeño porcentaje se recicla, gran parte de ello termina en vertederos o en diversos cursos de agua, creando problemas ambientales muy significativos.
Los científicos han buscado durante mucho tiempo un agente biológico que fuera capaz de degradar efectivamente la estructura del PET, pero hasta la fecha, sólo se habían encontrado algunas especies de hongos que podrían romper parcialmente (y siempre en condiciones de laboratorio) este material.
Sin embargo, un equipo de investigadores japoneses dirigido por el Dr. Shunsuke Yoshida, del Instituto de Tecnología de Kyoto ha descubierto una especie de bacteria que produce una enzima que se alimentan de plástico, algo que hasta ahora nunca se había visto.
Una solución natural
Los investigadores recolectaron 250 muestras en una planta de reciclaje de PET, incluyendo algunas del suelo, varios sedimentos y lodos, además de aguas residuales. Luego estudiaron las comunidades microbianas presentes en las muestra, para determinar si jugaban algún papel en el proceso de descomposición del material.
"Descubrimos que una muestra de sedimento contenía una comunidad microbiano distinta a las esperadas", explicó el Dr. Kenji Miyamoto, experto en bioquímica de la Universidad de Keio, que formó parte del estudio publicado en la revista Science.
"Dicha comunidad contenía una mezcla de bacterias, células de levadura y protozoos" que se aislaron y se aplicaron sobre una delgada película de PET y observaron que sobre la capa plástica comenzaban a aparecer hoyos prominentes, señal de que ésta se consumía. Tras seis semanas el PET se degradó por completo.
"A continuación logramos aislar una bacteria específica del grupo, a la que se le llamó Ideonella sakaiensis y se encontró que esta cepa produce dos enzimas muy particulares que sería las causantes de la biodegradación del PET" dijeron los investigadores.
Un análisis posterior mostró que estas dos enzimas, PETase y MHETase, podrían ser efectivamente las causantes del colapso sufrido tanto por el PET como por otro compuesto llamado MHET (mono 92-hidroxietil), que se forma durante el proceso de descomposición.
Los productos de degradación, que son el etilenglicol y el ácido tereftálico resultan completamente benignos para el medio ambiente, ya que son reutilizados por las bacterias como fuentes de energía.
Evolución por adaptación
Se cree que la aparición de dichas enzimas puede ser producto de una evolución de las bacterias a través de intercambio de genes dentro del Vertedero, ya que esta sería la única explicación plausible de tal hecho.
Dado que el PET se ha comenzado a fabricar hace tan solo unos setenta años, ello sugiere que el rasgo mencionado (la producción de dichas enzimas con tan alto grado de especificidad) ha evolucionado en relativamente poco tiempo y como una necesidad de adaptación al medio.
Los investigadores buscaron las bases de datos genómicas para determinar si cualquier otro organismo comparte los genes responsables de las enzimas que metabolizan el PET y no encontraron ninguna otra especie con el conjunto completo de genes que tiene la Ideonella sakaiensis.
Sin embargo se encontraron 92 microorganismos que según su genoma podrían sintetizar MHETase y 32 de ellas también podrían producir una parte de las otras enzimas utilizadas en el proceso metabolización del PET.
"Las mutaciones necesarias para generar una enzima que rompa los enlaces químicos podría ser el resultado adaptativo ante la abundancia de PET" dijo el Dr. Miyamoto y aclaró que: "No está claro si existen otros microrganismos similares, pero habría que buscarlos en otros vertederos por todo el mundo”.
Los investigadores afirman que el volumen de PET en el sitio de la muestra, así como el cultivo del grupo microbiano durante el procedimiento experimental, podrían haber ayudado a dicha bacteria en su efectividad, dado que había obtenido los genes necesarios mediante el intercambio con otras bacterias.
En el buen camino
Mientras que el nuevo descubrimiento tiene posibilidades muy interesantes para la descomposición de los plásticos de manera inocua para el medio ambiente, el Dr. Miyamoto dijo que el proceso no era tan simple como colocar en los vertederos ejércitos de bacterias que metabolizan PET para descomponer residuos plásticos.
"Debido a su estructura cristalina, la velocidad de degradación del PET es muy lenta. Sin embargo, después de aplicarle un tratamiento térmico a 260 grados, la estructura se rompe, permitiendo que estos microrganismos descompongan fácilmente el plástico", dijo.
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