Investigador desarrolla bacteria que descompone plástico PET eficientemente

La degradación de plásticos se ha convertido en un desafío ambiental crítico, ya que el proceso de descomposición a nivel molecular puede tardar entre 55 y 500 años. En respuesta a esta problemática, el doctor Luis Javier Martínez Morales, investigador del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP), está llevando a cabo un estudio sobre una bacteria con la capacidad de descomponer el tereftalato de polietileno (PET), un material comúnmente utilizado en envases.

El académico del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas ha centrado su propuesta en la obtención de la enzima depolimerasa, derivada de la bacteria Azospirillum brasilense. Este microorganismo no solo es conocido por promover el crecimiento vegetal, sino que también puede acumular hasta un 80% de su peso en polihidroxibutirato (PHB). Esto se debe a que posee tres enzimas para producir este tipo de plástico y una adicional para degradarlo naturalmente al romper los enlaces éster.

Investigación sobre la producción de PHB

El PHB, un polímero que se genera naturalmente por ciertos microorganismos, actúa como material de almacenamiento intracelular de carbono y energía. Actualmente, se utiliza en la fabricación de plásticos biodegradables. El doctor Martínez Morales, quien tiene un doctorado en Microbiología por el Instituto Politécnico Nacional, explicó que la bacteria Azospirillum generalmente se alimenta de nitrógeno y carbono. Para aumentar la producción de PHB, se modificó su dieta aumentando el contenido de carbono y reduciendo el nitrógeno en diferentes proporciones: 30:1, 60:1 y 90:1.

A través de tecnología de ADN recombinante, se logró un cambio genético en la bacteria con resultados positivos, lo que permitió una mayor producción del PHB. Esta investigación inicial llevó a una alumna a proponer estudiar la enzima depolimerasa, planteando que si el microorganismo podía romper enlaces éster naturales, podría hacer lo mismo con el PET.

Aislamiento y clonación del gen phbZ

Para validar esta hipótesis, se aisló y clonó el gen phbZ. El genoma del microorganismo Azospirillum brasilense, disponible públicamente, facilitó este proceso. Se obtuvo la secuencia del gen y se identificaron los fragmentos iniciales y finales para su clonación en un vector comercial. Posteriormente, este vector fue introducido en bacterias del tipo E. coli, incrementando así la producción de la proteína deseada.

En cuanto a los resultados preliminares, el responsable del Laboratorio de Fisiología Microbiana mencionó que durante las primeras pruebas clínicas se utilizó tanto PET virgen como reciclado para determinar la cantidad óptima de enzima necesaria para el proceso de degradación. Se observó una degradación significativa del plástico en las primeras 18 a 24 horas; además, tras dos meses, se constató una mayor eliminación del material. Este hallazgo indica que la proteína mantiene su estabilidad a temperatura ambiente, lo cual resulta beneficioso desde una perspectiva económica.

Métodos alternativos para la degradación del PET

A diferencia de los métodos tradicionales que utilizan luz o calor -sin incineración-, las propuestas del investigador del ICUAP ofrecen soluciones más sostenibles y controladas para abordar el problema del PET. La investigación busca establecer parámetros precisos sobre las cantidades necesarias tanto del plástico como de la enzima para optimizar el proceso de degradación.

Luis Javier Martínez Morales anticipa que los próximos pasos incluirán purificar la enzima hasta alcanzar homogeneidad y evaluar su estabilidad bajo diferentes condiciones de pH y temperatura. Además, se explorará cómo escalar su producción e investigar posibles aplicaciones prácticas en el tratamiento del PET mediante técnicas como aspersión.

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