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Medio ambiente
20 de julio de 2018
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Miércoles, 30 de septiembre de 2015
Ramón Costa
Plástico para comer
El descubrimiento de bacterias capaces de metabolizar nutrientes obtenidos de estos residuos abre las puertas a nuevas formas de eliminarlos
La 'Pseudomonas putida' es muy resistente, pero fácil de manipular / Foto: CSIC La 'Pseudomonas putida' es muy resistente, pero fácil de manipular / Foto: CSIC
Sobre gustos no hay nada escrito. A la Pseudomonas putida le gustan los plásticos. Se alimenta de ellos, degradándolos en el proceso (transforma los polímeros en monómeros), y gracias a ello engorda y se reproduce. Eso ya era sabido. Ahora, los científicos del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) intentan conseguir mediante manipulaciones genéticas que esta bacteria sea capaz de convertir los plásticos sintéticos en otros polímeros biodegradables de uso comercial, lo que podría ayudar a luchar con eficiencia contra la nociva marea de residuos de estos materiales que está inundando el planeta.

De momento, el diminuto ser vivo está siendo sometido a experimentos empleando el PET (tereftalato de polietileno, ampliamente utilizado en envases de bebidas, como la mayoría de las botellas de agua mineral, y en productos textiles) como único ingrediente de su menú. Se trata de un plástico más fácilmente degradable. El objetivo es que más adelante se pueda dirigir su apetito hacia otros platos más contundentes.

Científicos españoles intentan que un microbio 'fabrique' bioplásticos

El laboratorio de Bioremedia que dirige en el centro el investigador Víctor de Lorenzo trabaja desde hace años en el estudio de cómo las bacterias detectan cambios en su entorno por medio de mecanismos inscritos en su genoma, y en cómo aprovechar esas cualidades para emplearlas en tareas como la descontaminación o incluso la detección de minas en áreas de conflicto.

"Las bacterias pueden acabar con moléculas creadas por el hombre que la naturaleza por sí sola no puede degradar, como numerosos derivados del petróleo. Pero lo hacen muy lentamente. Nosotros tratamos de identificar cuáles son los cuellos de botella que hacen que este proceso sea lento y de utilizar la ingeniería genética y la biotecnología más avanzada para estimular a esos microorganismos para que hagan el trabajo en el tiempo más corto posible", señala De Lorenzo.

La especie elegida, Pseudomonas putida, una bacteria que habita en los suelos y en el agua, y también en las raíces de algunas plantas, ofrece como ventajas una gran facilidad de programación genética y unas notables seguridad, robustez y capacidades metabólicas, importantes a la hora de enfrentarla a entornos hostiles. 

Ahora se quiere ir más allá y lograr que la bacteria pueda convertirse en fabricante de bioplásticos a partir de otros sintéticos. "Cuando se empezó a hablar de estas cosas solo interesaba el motivo ambiental, el poder limpiar ambientes contaminados, pero hoy en día la filosofía es distinta. Vamos a ver si podemos provechar sus cualidades y darles valor. Con la ecuación económica todo resulta más favorable", señala el biólogo.

Enzimas especializadas

Para alimentarse, las bacterias y los hongos liberan unas enzimas que descomponen las sustancias que les son propicias en moléculas más pequeñas que contienen los nutrientes que necesitan (principalmente carbono), y absorben estas moléculas a través de la pared celular.

Las enzimas que efectúan la descomposición están muy especializadas, y cada tipo degrada una clase específica de compuestos: las amilasas pueden con el almidón y las lipasas con la grasa. Las diferentes enzimas, que se dividen en proteasas, ureasas y esterasas, atacan la cadena molecular de forma diferente, rompiendo un tipo de enlace molecular distinto.

Así que los investigadores quieren identificar qué enzimas son las que mejor degradan los polímeros sintéticos y tratar de potenciar su generación, o transferirlas a otro organismo con otras cualidades, mediante manipulaciones genéticas, sintetizando aquellos genes que las desarrollan.

"Lo que me gustaría en un futuro próximo es poder ir a un vertedero de plásticos, inocular un baño de bacterias, volver al cabo de un año y observar que los residuos ya no están", afirma. Eso parece aún lejano, pero cada día un poco menos. De hecho, destaca, ya se han encontrado en una isla del Pacífico unos gusanos en cuyo tracto intestinal hay unas bacterias que degradan el polietileno.

El CNB español no es el único lugar donde se trabaja para que las bacterias se deshagan de nuestras enormes cantidades de residuos plásticos. Y la Pseudomonas putida no es la única bacteria que ha mostrado su interés por estas sustancias como sustento.

Hay microorganismos que pueden degradar el poliéster, el polietileno y el poliuretano

El doctor Javier Cruz Gómez, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de México (UNAM), estudia desde hace más de una década cómo diversos hongos y bacterias pueden biodegradar el poliéster o el poliuretano, un material que puede hallarse en pinturas, ruedas de patines y patinetes, material aislante del ruido y del calor, partes elásticas de guanteras de coche, puertas y ventanas o relleno de cojines, casi siempre en forma de espumas.

Los investigadores recogieron diversas muestras de poliuretano degradado en un vertedero del municipio de Nezahualcóyotl y pusieron trozos de las mismas en matraces que contenían un medio de cultivo especial a base de sales minerales y poliuretano en forma de un barniz comercial que otros investigadores ya habían usado para cultivar microorganismos capaces de descomponerlo al usarlo como fuente de carbono. Los matraces se dejaron incubar durante cinco días a 37 grados centígrados. Luego, los científicos capturaron las bacterias que habían prosperado en este medio.

Diversas especies del género Alicycliphilus se revelaron capaces de prosperar con esta tan poco apetitosa dieta. Las identificaron como BQ1 y BQ8. Y lo son gracias a la evolución. Una bacteria se divide cada 10 o 15 minutos, así que el relevo generacional que incorpora mutaciones con adaptaciones al medio es más que rápido.

"El que la Alicycliphilus se alimente de poliuretano no quiere decir que pueda hacer desaparecer un trozo de este material ante nuestros ojos", aclara la microbióloga Herminia Loza, coautora del descubrimiento. "Se trata de un proceso restringido, porque consumir poliuretano es muy difícil, pero esta característica podría manipularse a nivel bioquímico y genético. Conociendo mejor la acción de las bacterias sobre el material, se podrían desarrollar organismos transgénicos capaces de consumir poliuretano de manera más eficiente que las bacterias naturales".

Por su parte, el equipo de Jun Yang, de la Universidad de Beihang en Pekín (China), anunció el año pasado su descubrimiento de que la polilla de la especie Plodia interpunctella, en su fase de oruga, ingiere trozos de plástico gracias a que al menos dos cepas de microbios intestinales de este insecto pueden degradar el polietileno. En 2011 fue publicado asimismo el hallazgo de un hongo, el Pestalotiopsis microspora, que habita en la región amazónica de Ecuador, que tiene la capacidad de metabolizar el poliuretano. Buen provecho.

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