Los científicos han creado un “plástico vivo” que se autodestruye cuando el material comienza a erosionarse. En el proceso de compostaje, el novedoso producto se descompone en un mes, en comparación con las versiones más tradicionales que tardan hasta 55 días en descomponerse en las mismas condiciones.
La prometedora tecnología se inspiró en el poder de las proteínas que devoran plástico, que son producidas naturalmente por una especie de bacteria descubierta en 2016 en una instalación de reciclaje en Japón. En los años transcurridos desde entonces, los científicos han encontrado varias otras especies de bacterias que han desarrollado las enzimas para devorar plástico, y estas proteínas naturales han inspirado versiones sintéticas que están aún más hambrientas de nuestros desechos.
Los investigadores de la Academia China de Ciencias (CAS), dirigidos por el biólogo sintético Chenwang Tang, han descubierto ahora cómo hornear esporas bacterianas que secretan estas enzimas en la propia estructura del plástico de policaprolactona (PCL). De esa manera, cuando el plástico comienza a degradarse, estas enzimas recién liberadas pueden terminar la tarea.
Al ser proteínas grandes y complejas, las enzimas a menudo son inestables o incluso frágiles. Los investigadores modificaron el gen de la enzima lipasa de la bacteria Burkholderia cepacia (BC) para introducirlo en el ADN de otro microbio llamado Bacillus subtilis, que en forma de espora es resistente a altas temperaturas y presiones.
A medida que la superficie del plástico se erosiona, las esporas liberadas comienzan a germinar. El B. subtilis en crecimiento expresa entonces su copia de la lipasa BC, que se pone a trabajar degradando casi por completo las moléculas de PCL.
Cuando se utilizó una segunda lipasa producida por la levadura Candida antarctica para acelerar el proceso, el plástico se degradó en una semana, según descubrieron Tang y sus colegas del CAS. Por el contrario, los plásticos PCL tradicionales tratados de la misma manera aún persisten después de tres semanas.
Las temperaturas y presiones necesarias para crear PCL no son tan extremas como las condiciones requeridas para otros plásticos. Para probar si las esporas podrían sobrevivir al procesamiento necesario para crear otros plásticos, los investigadores del CAS modificaron las bacterias para que expresaran marcadores fluorescentes.
Los productos plásticos probados incluyen PBS (succinato de polibutileno), PBAT (adipato-co-tereftalato de polibutileno), PLA (ácido poliláctico), PHA (polihidroxialcanoatos) e incluso PET (tereftalato de polietileno), que requiere temperaturas de hasta 300°C. Cuando se degradaron físicamente o se hirvieron, los plásticos con esporas incrustadas comenzaron a brillar. Esto sugiere que las esporas sobreviven al “proceso de horneado” y liberan su contenido cuando se desencadena la erosión tal como estaba previsto.
“Los plásticos vivos se mantuvieron estables cuando se sumergieron en soda (Sprite) durante 60 días, lo que sugiere su uso potencial como materiales de embalaje”, agrega el equipo de investigación de CAS.
Los plásticos también pudieron “desintegrarse completamente sin la adición de antibióticos, lo que subraya la solidez del sistema”.
Si bien el estudio es solo una prueba de concepto, es una solución intrigante para el creciente problema de la contaminación plástica. En las últimas dos décadas, aproximadamente, la fabricación de plástico se ha duplicado y, sin embargo, al mismo tiempo, cada vez resulta más evidente el gran problema que suponen los productos de plástico para el medio ambiente. El equipo de CAS espera que su nueva técnica sirva de inspiración para algún día la creación de materiales sostenibles y biodegradables que no contaminen nuestro planeta durante siglos después de un solo uso.
El estudio se publicó en Nature Chemical Biology.
Fuente: Science Alert.
