El plástico, un banquete para las bacterias

Algún día, un diminuto microbio podría devorar las millones de toneladas de tereftalato de polietileno, o PET, que cada año se acumulan en los vertederos. Investigadores japoneses han descubierto la primera bacteria conocida en el mundo que se alimenta de PET, un bicho que usa el PET como su principal fuente de carbón y de energía.

Los fabricantes de plástico producen cada año más de 45 millones de toneladas de PET para hacer botellas de agua, envases para ensaladas, tarros de mantequilla de cacahuete, y otros productos; todos ellos muestran un sello con el número uno dentro del símbolo de reciclaje.

El PET es el plástico que más se recicla en los Estados Unidos, de acuerdo con PETRA, (la Asociación de Resina PET, por sus siglas en inglés). Pero las tasas de reciclaje por ahora sólo alcanzan alrededor del 31% en todo EE.UU. La Unión Europea lo hace algo mejor, reciclando aproximadamente la mitad de su PET. Incluso así, decenas de millones de toneladas de plástico acaban cada año en los vertederos, donde los enlaces de los grupos éster, muy fuertes, apenas se degradan.

Para encontrar microbios que puedan despedazar al PET, un grupo liderado por Kohei Oda del Instituto de Tecnología de Kyoto y por Kenji Miyamoto de la Universidad de Keio cribó 250 muestras de sedimentos, suelos, aguas residuales, y lodos activados de una instalación de reciclaje de botellas de PET en Sakai, Japón. Tras un cuidadoso y detectivesco cribado microbiano, encontraron una bacteria que se desarrollaba muy bien en láminas de PET: la bautizaron Ideonella sakaiensis, por la ciudad donde fue encontrada (Science 2016, DOI: 10.1126/science.aad6359).

El PET puede ser hidrolizado químicamente en sus monómeros, pero este proceso puede ser lento y habitualmente requiere alta temperatura y presión. Anteriormente ya se había identificado a unos hongos capaces de romper el PET, pero la bacteria identificada por el grupo de Oda y Miyamoto parece ser mucho más eficaz. De hecho, I. sakaiensis trocea el polímero a unos sorprendentemente suaves 30 ºC.

Los investigadores encontraron además que I. sakaiensis utiliza una enzima, a la que llamaron PETasa, que rompe el plástico en unidades intermedias del ácido mono(2-hidroxietil)tereftálico, o MHET. Otra enzima, apodada MHETasa, hidroliza el MHET en los monómeros de ácido tereftálico y etilenglicol. Los científicos creen que esta maquinaria enzimática podría un día descontaminar las zonas contaminadas con PET o recuperar los materiales de partida del plástico, que actualmente se derivan del petróleo.

"Esto podría proporcionar un ahorro enorme en la producción de nuevos polímeros sin la necesidad de productos de partida que estén basados en el petróleo", dice Uwe T. Bornscheuer, un experto en catálisis enzimática de la Universidad de Greifswald, en un comentario que acompaña al artículo.

Por ahora I. sakaiensis y sus enzimas necesitan algunas modificaciones antes de que estén listos para ser consumidos en el mundo de los desechos del PET. Las bacterias prefieren cenar PET amorfo antes que el PET cristalino utilizado comercialmente, y las enzimas trabajan demasiado despacio para ser utilizadas industrialmente.

El autor principal de este estudio, Shosude Yoshida de la Universidad de Keio, dice que un tratamiento del PET que extendiese las áreas amorfas del polímero podría hacer el material de desecho más apetecible para la bacteria. También, comenta, sería posible manipular las enzimas para hacerlas más rápidas y más prácticas.

Traducción al español producida por Esteban Urriolabeitia de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.