Utilizan bacterias modificadas genéticamente para descomponer plásticos en agua salada

La bacteria modificada produce enzimas capaces de degradar PET, un plástico utilizado en multitud de aplicaciones, como envases o ropa.

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en EE.UU., han modificado genéticamente un microorganismo marino para descomponer el plástico en agua salada. Concretamente, el organismo modificado puede descomponer el tereftalato de polietileno (PET), un plástico utilizado en multitud de aplicaciones, desde botellas de agua hasta ropa, por lo que es un importante contribuyente a la contaminación por microplásticos en los océanos.

«Esto es emocionante porque necesitamos abordar la contaminación por plásticos en los entornos marinos», dice Nathan Crook, profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) y uno de los autores de la investigación, publicada en Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology.

«Una opción es sacar el plástico del agua y ponerlo en un vertedero, pero eso plantea desafíos propios. Sería mejor si pudiéramos descomponer estos plásticos en productos que puedan ser reutilizados. Para que eso funcione, necesitas una forma económica de descomponer el plástico. Nuestro trabajo aquí es un gran paso en esa dirección», añade Crook.

Para abordar este desafío, los investigadores trabajaron con dos especies de bacterias. La primera, Vibrio natriegens, prospera en agua salada y destaca, en parte, porque se reproduce muy rápidamente. La segunda bacteria, Ideonella sakaiensis, produce enzimas que le permiten descomponer el PET y consumirlo.

Los investigadores tomaron el ADN de I. sakaiensis responsable de producir las enzimas que descomponen el plástico e incorporaron esa secuencia genética en un plásmido. Los plásmidos son secuencias genéticas que pueden replicarse en una célula, independientemente del cromosoma de la célula. En otras palabras, puedes introducir un plásmido en una célula y esta llevará a cabo las instrucciones del ADN del plásmido. Y eso es exactamente lo que hicieron los investigadores aquí.

Al introducir el plásmido que contiene los genes de I. sakaiensis en las bacterias V. natriegens, los investigadores lograron que estas últimas  produjeran las enzimas deseadas en la superficie de sus células. Luego, demostraron que V. natriegens pudo descomponer el PET en un entorno de agua salada a temperatura ambiente.

«Desde un punto de vista práctico, este es también el primer organismo genéticamente modificado que conocemos capaz de descomponer microplásticos de PET en agua salada», dice Tianyu Li, primer autor del artículo y estudiante de doctorado en NC State.

«Sin embargo, aunque este es un importante primer paso, todavía existen tres obstáculos significativos -dice Crook-. En primer lugar, nos gustaría incorporar el ADN de I. sakaiensis directamente en el genoma de V. natriegens, lo que haría que la producción de enzimas que descomponen el plástico sea una característica más estable de los organismos modificados. En segundo lugar, debemos modificar aún más a V. natriegens para que sea capaz de alimentarse de los subproductos que produce cuando descompone el PET. Por último, debemos modificar a V. natriegens para que produzca un producto final deseable a partir del PET, como una molécula que sea una materia prima útil para la industria química».

«Honestamente, ese tercer desafío es el más fácil de los tres -dice Crook-. Descomponer el PET en agua salada fue la parte más desafiante».

«También estamos abiertos a hablar con grupos de la industria para aprender más sobre qué moléculas serían más deseables para que nosotros modifiquemos a V. natriegens para que las produzca», dice Crook. «Dada la variedad de moléculas que podemos inducir a las bacterias a producir y la potencialmente vasta escala de producción, ¿qué moléculas podría proporcionar la industria un mercado?», se pregunta.