Desarrollan bacteria para reciclar plástico en análogo a seda de araña

Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer desarrollaron una cepa de bacteria que puede convertir desechos plásticos en un análogo de seda de araña biodegradable.
Su nuevo estudio, publicado en Microbial Cell Factories, marca la primera vez que los científicos utilizan bacterias para transformar el plástico de polietileno, del tipo que se utiliza en muchos artículos de un solo uso, en un producto proteico de alto valor.
Ese producto, que los investigadores denominan “seda de araña bioinspirada” por su similitud con la seda que utilizan las arañas para tejer sus telas, tiene aplicaciones en textiles, cosméticos e incluso medicina.
“La seda de araña es el Kevlar de la naturaleza”, afirmó Helen Zha, profesora asistente de ingeniería química y biológica y una de los investigadores del RPI que lidera el proyecto.
El plástico de polietileno, que se encuentra en productos como bolsas de plástico, botellas de agua y envases de alimentos, es el mayor contribuyente a la contaminación plástica a nivel mundial y puede tardar más de 1.000 años en degradarse de forma natural. Sólo se recicla una pequeña porción del plástico de polietileno, por lo que las bacterias utilizadas en el estudio podrían ayudar a “reciclar” algunos de los residuos restantes.
Pseudomonas aeruginosa, la bacteria utilizada en el estudio, puede consumir polietileno de forma natural como fuente de alimento. El equipo de RPI abordó el desafío de diseñar esta bacteria para convertir los átomos de carbono del polietileno en una proteína de seda codificada genéticamente. Sorprendentemente, descubrieron que sus bacterias recientemente desarrolladas podían producir proteína de seda con un rendimiento que rivalizaba con algunas cepas de bacterias que se utilizan de manera más convencional en la biofabricación.
Para lograr que las bacterias fermenten el polietileno, primero se “predigiere” el plástico, afirmó Zha. Así como los humanos necesitamos cortar y masticar nuestros alimentos en trozos más pequeños antes de que nuestros cuerpos puedan usarlos, las bacterias tienen dificultades para comer las largas cadenas de moléculas, o polímeros, que componen el polietileno.
En el estudio, Zha y Koffas colaboraron con investigadores del Laboratorio Nacional Argonne, quienes despolimerizaron el plástico calentándolo bajo presión, produciendo una sustancia cerosa y suave. A continuación, el equipo colocó una capa de cera derivada del plástico en el fondo de los matraces, que sirvió como fuente de nutrientes para el cultivo de bacterias. Esto contrasta con la fermentación típica, que utiliza azúcares como fuente de nutrientes.
Luego, mientras una placa calentadora hacía girar suavemente el contenido de los matraces, las bacterias se pusieron a trabajar. Después de 72 horas, los científicos filtraron las bacterias del cultivo líquido, purificaron la proteína de seda y la liofilizaron.
“Lo realmente interesante de este proceso es que, a diferencia de la forma en que se producen los plásticos hoy en día, nuestro proceso consume poca energía y no requiere el uso de productos químicos tóxicos”, señaló Zha.
“Este estudio establece que podemos utilizar estas bacterias para convertir el plástico en seda de araña. Nuestro trabajo futuro investigará si modificar las bacterias u otros aspectos del proceso nos permitirá aumentar la producción”, dijo Koffas. (Europa Press)