La degradación del plástico, especialmente del tereftalato de polietileno (PET), es un reto ambiental crítico, ya que su descomposición 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 estudiando una bacteria con la capacidad de descomponer el PET, un tipo de plástico comúnmente utilizado en envases.
Martínez Morales, del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas, explicó que su investigación se enfoca en la obtención de una enzima depolimerasa, que se sintetiza a partir del gen phbZ de la bacteria Azospirillum brasilense. Este microorganismo, conocido por promover el crecimiento vegetal, puede acumular hasta el 80% de su peso en polihidroxibutirato (PHB), gracias a su capacidad para producir tres enzimas que generan este bioplástico y otra que permite su degradación natural al romper enlaces éster.
Un enfoque innovador para la degradación del PET
El PHB se forma naturalmente en microorganismos como un medio de almacenamiento de carbono y energía, y actualmente, se utiliza para fabricar plásticos biodegradables. Con este conocimiento, el investigador decidió modificar la dieta de Azospirillum para incrementar la producción de PHB. Se ajustó la relación de carbono y nitrógeno a 30:1, 60:1 y 90:1, lo que resultó en una mayor producción de este bioplástico.
Este estudio condujo a la investigación actual sobre la enzima depolimerasa, una idea propuesta por una estudiante de licenciatura quien razonó: “Si el microorganismo puede romper el enlace éster en el PHB, ¿por qué no podría hacerlo con el PET, que también se forma por enlaces éster?” Para comprobar esta hipótesis, se aisló y clonó el gen phbZ.
El genoma de Azospirillum brasilense es de dominio público y está disponible en bancos de datos. El equipo de investigación obtuvo la secuencia del gen phbZ, identificando los fragmentos inicial y final del mismo. Luego, se clonó en un vector comercial y se introdujo en la bacteria E. coli, a la que se le añadió una carga adicional del gen para aumentar la producción de la enzima.
Resultados prometedores en la descomposición del plástico
Durante los primeros ensayos clínicos, se utilizó tanto PET virgen como reciclado para determinar la cantidad de enzima necesaria en el proceso de degradación. En las primeras 18 a 24 horas, se observó degradación del plástico, y tras dos meses de exposición, se logró una eliminación aún mayor del material. Este último resultado demostró la estabilidad de la proteína a temperatura ambiente, lo que podría reducir costos en su aplicación.
El PET se degrada por procesos de luz y calor, aunque estas opciones son a largo plazo. La propuesta del investigador de ICUAP se presenta como una alternativa más amigable con el medio ambiente, permitiendo ajustar la cantidad de plástico y enzima a utilizar en el proceso de degradación.
Martínez Morales indicó que los próximos pasos de la investigación incluyen la purificación de la enzima para evaluar su estabilidad a diferentes pH y temperaturas, así como mejorar su eficiencia. A futuro, se prevé escalar su producción e investigar posibles aplicaciones en el PET, como la aspersión, lo que podría ser crucial en la lucha contra la contaminación plástica en México.
Es un avance significativo que, si se consolida, podría transformar la forma en que abordamos el problema de los plásticos y su impacto en el medio ambiente.
