Los microbios extra\u00eddos del est\u00f3mago de las vacas pueden devorar ciertos tipos de pl\u00e1stico, incluido el tereftalato de polietileno (PET) que se usa en las botellas de refrescos, los envases de alimentos y las telas sint\u00e9ticas. Los cient\u00edficos descubrieron estos microbios en un l\u00edquido extra\u00eddo del rumen, el compartimento m\u00e1s grande del est\u00f3mago de un rumiante. Los rumiantes incluyen animales con pezu\u00f1as como el ganado vacuno y ovino, que dependen de microorganismos para ayudar a descomponer su dieta de vegetaci\u00f3n gruesa.<\/p>\n\n\n\n
El rumen act\u00faa como una incubadora para estos microbios, que digieren o fermentan los alimentos consumidos por una vaca u otro rumiante, seg\u00fan la Universidad de Minnesota. Los investigadores sospecharon que algunos microbios que acechan en el rumen de una vaca deber\u00edan ser capaces de digerir poli\u00e9steres, sustancias cuyas mol\u00e9culas componentes est\u00e1n unidas por los llamados grupos \u00e9ster.<\/p>\n\n\n\n
Eso es porque, debido a sus dietas herb\u00edvoras, las vacas consumen un poli\u00e9ster natural producido por plantas llamado cutina. Como poli\u00e9ster sint\u00e9tico, el PET comparte una estructura qu\u00edmica similar a esta sustancia natural.<\/p>\n\n\n\n
La cutina constituye la mayor parte de la cut\u00edcula, o la capa exterior cerosa de las paredes celulares de las plantas, y se puede encontrar en abundancia en las c\u00e1scaras de tomates y manzanas, por ejemplo, dijo la autora correspondiente Doris Ribitsch, cient\u00edfica principal de la Universidad de Ciencias Naturales. Recursos y Ciencias de la Vida en Viena.<\/p>\n\n\n\n
“Cuando los hongos o las bacterias quieren penetrar en esas frutas, est\u00e1n produciendo enzimas que pueden escindir esta cutina” o escindir los enlaces qu\u00edmicos dentro de la sustancia, dijo Ribitsch a Live Science.<\/p>\n\n\n\n
Espec\u00edficamente, una clase de enzimas llamadas cutinasas pueden hidrolizar la cutina, lo que significa que desencadenan una reacci\u00f3n qu\u00edmica en la que las mol\u00e9culas de agua rompen la sustancia en pedazos. Ribitsch y sus colegas han aislado este tipo de enzimas de microbios en el pasado y se dieron cuenta de que las vacas podr\u00edan ser una fuente de insectos comedores de poli\u00e9ster similares.<\/p>\n\n\n\n
“Estos animales est\u00e1n consumiendo y degradando una gran cantidad de material vegetal, por lo que es muy probable que pueda encontrar tales microbios” viviendo en el est\u00f3mago de las vacas, dijo.<\/p>\n\n\n\n
Y, de hecho, en su nuevo estudio, publicado el viernes (2 de julio) en la revista Frontiers in Bioengineering and Biotechnology<\/a>, los investigadores encontraron que los microbios del rumen de la vaca podr\u00edan degradar no solo el PET sino tambi\u00e9n otros dos pl\u00e1sticos: el tereftalato de adipato de polibutileno (PBAT), utilizado en bolsas de pl\u00e1stico compostables, y furanoato de polietileno (PEF), elaborado a partir de materiales renovables derivados de plantas. Para evaluar qu\u00e9 tan bien estos microbios transmitidos por el rumen pod\u00edan comer pl\u00e1stico, el equipo incub\u00f3 cada tipo de pl\u00e1stico en l\u00edquido ruminal durante uno a tres d\u00edas. Luego, podr\u00edan medir los subproductos liberados por los pl\u00e1sticos, para determinar si los insectos descomponen los materiales en sus componentes y en qu\u00e9 medida. El l\u00edquido del rumen descompuso el PEF de manera m\u00e1s eficiente, pero degrad\u00f3 los tres tipos de pl\u00e1stico, inform\u00f3 el equipo.<\/p>\n\n\n\n Luego, el equipo tom\u00f3 muestras de ADN del l\u00edquido del rumen para tener una idea de qu\u00e9 microbios espec\u00edficos podr\u00edan ser responsables de la degradaci\u00f3n del pl\u00e1stico. Aproximadamente el 98% del ADN pertenec\u00eda al reino de las bacterias, siendo el g\u00e9nero m\u00e1s predominante Pseudomonas<\/em>, del cual se ha demostrado que varias especies descomponen los pl\u00e1sticos en el pasado, seg\u00fan informes de la revista Applied Microbiology and Biotechnology<\/a> y la Journal of Hazardous Materials<\/a>. Las bacterias del g\u00e9nero Acinetobacter <\/em>tambi\u00e9n aparecieron en grandes cantidades en el l\u00edquido y, del mismo modo, se ha demostrado que varias especies dentro del g\u00e9nero descomponen los poli\u00e9steres sint\u00e9ticos, seg\u00fan un informe de 2017 en el Journal of Agricultural and Food Chemistry<\/a>.<\/p>\n\n\n\n De cara al futuro, Ribitsch y su equipo quieren caracterizar completamente las bacterias que comen pl\u00e1stico en el l\u00edquido del rumen y determinar qu\u00e9 enzimas espec\u00edficas usan las bacterias para descomponer los pl\u00e1sticos. Si identifican enzimas que podr\u00edan ser potencialmente \u00fatiles para el reciclaje, pueden dise\u00f1ar gen\u00e9ticamente microbios que produzcan esas enzimas en grandes cantidades, sin la necesidad de recolectar dichos microbios directamente del est\u00f3mago de las vacas.<\/p>\n\n\n\n De esta manera, las enzimas se pueden producir de manera f\u00e1cil y econ\u00f3mica, para su uso a escala industrial, dijo Ribitsch. En ese sentido, Ribitsch y su equipo ya han patentado un m\u00e9todo de reciclaje en el que los materiales textiles se exponen a varias enzimas en secuencia; el equipo identific\u00f3 estas enzimas en trabajos anteriores.<\/p>\n\n\n\n El primer lote de enzimas corroe las fibras de la tela en el material, mientras que el siguiente lote de enzimas va tras poli\u00e9steres espec\u00edficos. Esto funciona porque cada enzima se dirige a estructuras qu\u00edmicas muy espec\u00edficas y, por lo tanto, no descompondr\u00e1 cualquier material que encuentre. De esta manera, los textiles que contienen m\u00faltiples materiales pueden reciclarse sin primero separarse en sus componentes, explic\u00f3 Ribitsch. Seg\u00fan el nuevo estudio, los rumos de las vacas pueden representar otro entorno en el que descubrir este tipo de enzimas \u00fatiles, pero tales enzimas surgen en muchos lugares de la naturaleza, dijo David Levin, bi\u00f3logo molecular y biotecn\u00f3logo del Departamento de Ingenier\u00eda de Biosistemas de la Universidad de Manitoba, que no particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Por ejemplo, la primera bacteria que se encontr\u00f3 capaz de consumir PET fue Ideonella sakaiensis<\/em>, una especie involucrada en la fermentaci\u00f3n del sake, dijo Levin. Ciertos organismos marinos secretan cutinasas que pueden descomponer el pl\u00e1stico, al igual que varios hongos que infectan las plantas terrestres, anot\u00f3. Hasta ahora, los cient\u00edficos han tenido suerte al encontrar enzimas que se alimentan de pl\u00e1stico que descomponen el PET y los pl\u00e1sticos biodegradables como PBAT y PEF, pero ahora, el verdadero desaf\u00edo radica en encontrar enzimas para descomponer los productos pl\u00e1sticos m\u00e1s problem\u00e1ticos, dijo Levin.<\/p>\n\n\n\n Por ejemplo, los pl\u00e1sticos como el polietileno y el polipropileno est\u00e1n compuestos en gran parte por enlaces fuertes entre \u00e1tomos de carbono, y esta estructura limita la capacidad de las enzimas para agarrar las mol\u00e9culas e impulsar la hidr\u00f3lisis, dijo Ribitsch. Entonces, aunque los cient\u00edficos ya han descubierto, caracterizado y comercializado enzimas para degradar el PET, los investigadores todav\u00eda est\u00e1n a la caza de microbios que puedan manejar polietileno y polipropileno, dijo Levin.<\/p>\n\n\n\n Levin y su laboratorio han identificado algunos candidatos prometedores en este frente, pero todav\u00eda est\u00e1n descubriendo c\u00f3mo maximizar los poderes de comer pl\u00e1stico de los insectos. Ribitsch dijo que su equipo tambi\u00e9n est\u00e1 atento a los microbios que pueden consumir polietileno y se pregunta si los insectos podr\u00edan estar al acecho en el est\u00f3mago de las vacas.<\/p>\n\n\n\n “Quiz\u00e1s podamos encontrar, en comunidades tan grandes, como en el l\u00edquido del rumen, enzimas que tambi\u00e9n pueden degradar el polipropileno y el polietileno”, dijo.<\/p>\n\n\n\n