{"id":85002,"date":"2025-09-26T23:38:19","date_gmt":"2025-09-27T04:38:19","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=85002"},"modified":"2025-09-26T23:39:16","modified_gmt":"2025-09-27T04:39:16","slug":"cientificos-usan-bacterias-para-crear-plastico-mas-fuerte-y-ecoamigable-sin-subproductos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/09\/26\/cientificos-usan-bacterias-para-crear-plastico-mas-fuerte-y-ecoamigable-sin-subproductos\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos usan bacterias para crear pl\u00e1stico m\u00e1s fuerte y ecoamigable sin subproductos"},"content":{"rendered":"\n

El pl\u00e1stico est\u00e1 en todas partes de la Tierra. Dentro de m\u00ed, dentro de ti, en las\u00a0fosas oce\u00e1nicas<\/a>\u00a0m\u00e1s profundas y en las\u00a0cimas de las monta\u00f1as m\u00e1s altas<\/a>. Hemos producido miles de millones de toneladas de este material y seguimos fabric\u00e1ndolo cada vez m\u00e1s. Tampoco parece que podamos deshacernos del pl\u00e1stico. Inesperadamente, la principal ventaja del pl\u00e1stico (su durabilidad) se ha convertido en su mayor problema.<\/p>\n\n\n\n

Ahora, un equipo de cient\u00edficos en Jap\u00f3n podr\u00eda empezar a cambiar el rumbo. Han manipulado el metabolismo de una bacteria com\u00fan,\u00a0la Escherichia coli<\/em>, convirti\u00e9ndola en una f\u00e1brica microsc\u00f3pica que produce un ingrediente clave para pl\u00e1sticos biodegradables de alto rendimiento directamente a partir de az\u00facar simple.<\/p>\n\n\n\n

En un nuevo estudio publicado en\u00a0Metabolic Engineering, investigadores de la Universidad de Kobe detallan c\u00f3mo dise\u00f1aron una nueva v\u00eda biol\u00f3gica que produjo el mayor rendimiento jam\u00e1s registrado para este prometedor compuesto, creando un plan viable para liberar a un sector de la industria del pl\u00e1stico de su dependencia del petr\u00f3leo.<\/p>\n\n\n\n

Una mejor receta para un pl\u00e1stico m\u00e1s ecol\u00f3gico<\/h2>\n\n\n\n

Muchas de las botellas de pl\u00e1stico que millones de personas beben a diario probablemente est\u00e9n hechas de tereftalato de polietileno, o PET. El PET es un pol\u00edmero, es decir, una larga cadena de unidades moleculares repetidas, llamadas mon\u00f3meros. Uno de los mon\u00f3meros clave del PET es el \u00e1cido tereft\u00e1lico, una sustancia qu\u00edmica derivada del petr\u00f3leo. Este \u00e1cido es el que hace que el pl\u00e1stico sea resistente y duradero, pero tambi\u00e9n irremediablemente no biodegradable. Durante a\u00f1os, los cient\u00edficos han estado buscando un reemplazo de base biol\u00f3gica que pudiera proporcionar propiedades similares o incluso mejores.<\/p>\n\n\n\n

Uno de los candidatos m\u00e1s prometedores es una mol\u00e9cula llamada 2,5-piridindicarboxilato, o 2,5-PDCA. Al igual que el \u00e1cido tereft\u00e1lico, puede utilizarse para sintetizar poli\u00e9steres y otros pol\u00edmeros de alta resistencia llamados poliimidas. La diferencia crucial reside en la presencia de un \u00e1tomo de nitr\u00f3geno en su estructura anular central.<\/p>\n\n\n\n

Este cambio, aparentemente peque\u00f1o, tiene grandes implicaciones, que podr\u00edan dar lugar a pl\u00e1sticos con propiedades f\u00edsicas superiores. Este cambio qu\u00edmico tambi\u00e9n abre la puerta a la biodegradabilidad real. Sin embargo, el reto siempre ha sido producir 2,5-PDCA de forma eficiente y sostenible.<\/p>\n\n\n\n

Los m\u00e9todos de s\u00edntesis qu\u00edmica suelen tener bajos rendimientos. Ah\u00ed es donde entra la biolog\u00eda. Si pudi\u00e9ramos conseguir que los microbios lo produjeran por nosotros, ser\u00eda fant\u00e1stico. Claro que es m\u00e1s f\u00e1cil decirlo que hacerlo.<\/p>\n\n\n\n

La vieja e ineficiente forma<\/h2>\n\n\n\n

El m\u00e9todo original se basaba en una mol\u00e9cula llamada protocatecuato (PCA). El plan consist\u00eda en usar una enzima para romper la estructura anular del PCA y luego a\u00f1adir un \u00e1tomo de nitr\u00f3geno (de amon\u00edaco) para formar el 2,5-PDCA deseado.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, el problema resid\u00eda en que la mol\u00e9cula intermedia creada tras la ruptura del anillo era muy inestable. Antes de poder captar un \u00e1tomo de nitr\u00f3geno, sol\u00eda desintegrarse y generar numerosos subproductos innecesarios. Todo el proceso era muy ineficiente.<\/p>\n\n\n\n

El equipo de la Universidad de Kobe, dirigido por el Dr. Shuhei Noda y el Dr. Tsutomu Tanaka, decidi\u00f3 buscar una ruta completamente diferente. Dise\u00f1aron una nueva v\u00eda que no comienza con el PCA, sino con una mol\u00e9cula relacionada llamada \u00e1cido p<\/em> -aminobenzoico o PABA. Su estrategia se bas\u00f3 en una enzima clave que tomaron prestada de otra especie bacteriana. Esto significa que el nitr\u00f3geno crucial ya forma parte de la mol\u00e9cula antes de que se rompa el anillo.<\/p>\n\n\n\n

El resultado fue revolucionario. El producto resultante era estable y recuperaba con fiabilidad la estructura correcta de 2,5-PDCA sin perder partes en el proceso.<\/p>\n\n\n\n

Para demostrar la superioridad de su nueva receta, los investigadores realizaron una comparaci\u00f3n directa. Crearon dos cepas de\u00a0E. coli<\/em>. Una utiliz\u00f3 la antigua v\u00eda del PCA y la otra, su nueva v\u00eda derivada del PABA. Alimentaron a cada cepa con el material de partida correspondiente y midieron el resultado. Los resultados fueron sorprendentemente claros, demostrando que el nuevo m\u00e9todo crea de forma fiable un pl\u00e1stico resistente y biodegradable.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfPodemos crear f\u00e1bricas de pl\u00e1stico microbianas?<\/h2>\n\n\n\n

Tener una receta qu\u00edmica superior es un buen comienzo. Lograr que un organismo vivo la ejecute eficientemente, partiendo \u00fanicamente de glucosa, es un desaf\u00edo a\u00fan m\u00e1s complejo.<\/p>\n\n\n\n

Su primer paso fue convertir\u00a0a E. coli<\/em>\u00a0en un especialista en la producci\u00f3n de PABA. Esto implic\u00f3 una edici\u00f3n gen\u00e9tica inteligente y meticulosa para garantizar que los microbios pudieran convertir recursos en pl\u00e1stico de forma eficiente. Fue un desaf\u00edo enorme con varios obst\u00e1culos, el m\u00e1s persistente de los cuales surgi\u00f3 cuando una de las enzimas que hab\u00edan introducido produjo per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, un compuesto altamente reactivo, H\u2082O\u2082.<\/sub>\u00a0El\u00a0compuesto\u00a0atac\u00f3 entonces a la enzima que lo produc\u00eda, desactiv\u00e1ndola.<\/p>\n\n\n\n

\u201cMediante el refinamiento de las condiciones de cultivo, en particular a\u00f1adiendo un compuesto que pueda eliminar el H2O2,<\/sub>\u00a0finalmente\u00a0pudimos\u00a0superar el problema, aunque esta adici\u00f3n puede presentar nuevos desaf\u00edos econ\u00f3micos y log\u00edsticos para la producci\u00f3n a gran escala\u201d, dice el bioingeniero de la Universidad de Kobe Tanaka Tsutomu, uno de los autores del estudio.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, al final, los investigadores lograron controlar el proceso y ampliarlo. Trasladaron el proceso de peque\u00f1os tubos de ensayo a un biorreactor controlado de 1 litro, una configuraci\u00f3n que permite un control preciso de variables como el pH, la temperatura y el ox\u00edgeno disuelto.<\/p>\n\n\n\n

Los resultados fueron espectaculares. A lo largo de 144 horas (seis d\u00edas), el cultivo de E. coli<\/em> modificado creci\u00f3 de forma robusta y produjo la mol\u00e9cula objetivo de forma constante. Esta es la mayor concentraci\u00f3n y rendimiento de 2,5-PDCA jam\u00e1s alcanzado mediante fermentaci\u00f3n microbiana.<\/p>\n\n\n\n

Un enfoque prometedor<\/h2>\n\n\n\n

Este avance representa un paso fundamental hacia la producci\u00f3n sostenible de pl\u00e1sticos de origen biol\u00f3gico. Si bien persisten desaf\u00edos (especialmente en cuanto a la escala), este trabajo establece una plataforma biol\u00f3gica potente y eficiente. No es la primera vez que investigadores utilizan microbios para producir pl\u00e1stico, pero este es uno de los enfoques m\u00e1s prometedores. Al reconfigurar inteligentemente la qu\u00edmica natural de un microbio, el equipo de la Universidad de Kobe ha demostrado que los componentes b\u00e1sicos de los pl\u00e1sticos del futuro pueden no provenir de una refiner\u00eda de petr\u00f3leo, sino de un tanque burbujeante de bacterias alimentadas con az\u00facar.<\/p>\n\n\n\n

Referencia de la revista: A. Katano\u00a0et al.:\u00a0Bios\u00edntesis\u00a0de 2,5-piridindicarboxilato a partir de glucosa mediante \u00e1cido p-aminobenzoico en\u00a0Escherichia coli<\/em>.\u00a0<\/a>Metabolic Engineering\u00a0(2025). DOI: 10.1016\/j.ymben.2025.08.011.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: ZME Science<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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