Descubren por casualidad una enzima mutante capaz de comerse el plástico de las botellas

Descubren por casualidad una enzima mutante capaz de comerse el plástico de las botellas

El descubrimiento de enzimas comedoras de plástico en un vertedero japonés podría ayudar a resolver la crisis mundial de contaminación plástica.

Científicos han creado una enzima mutante que descompone las botellas de bebidas plásticas – por accidente. El gran avance podría ayudar a resolver la crisis mundial de contaminación plástica al permitir por primera vez el reciclaje completo de las botellas.

La nueva investigación fue impulsada por el descubrimiento en 2016 de la primera bacteria que había evolucionado naturalmente para comer plástico, en un vertedero de Japón. Los científicos han revelado ahora la estructura detallada de la enzima crucial producida por el insecto.

El equipo internacional luego ajustó la enzima para ver cómo había evolucionado, pero las pruebas demostraron que inadvertidamente habían mejorado aún más la molécula al descomponer el plástico de PET (tereftalato de polietileno) utilizado para las botellas de refrescos. “Lo que realmente resultó fue que mejoramos la enzima, lo que fue un poco chocante”, dijo el profesor John McGeehan, de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido), que dirigió la investigación. “Es genial y es un hallazgo real.”

La enzima mutante tarda unos días en empezar a descomponer el plástico, mucho más rápido que los siglos que tarda en los océanos. Pero los investigadores son optimistas, esto puede acelerarse aún más y convertirse en un proceso viable a gran escala.

“Lo que esperamos hacer es usar esta enzima para volver a convertir este plástico en sus componentes originales, de modo que podamos reciclarlo literalmente en plástico”, dijo McGeehan. “Significa que no necesitaremos excavar más petróleo y, fundamentalmente, debería reducir la cantidad de plástico en el medio ambiente.”

 

Alrededor de 1 millón de botellas de plástico se venden cada minuto en todo el mundo y, con sólo un 14% recicladas, muchas terminan en los océanos, donde han contaminado hasta las partes más remotas, dañando la vida marina y potencialmente a las personas que comen mariscos. “Es increíblemente resistente a la degradación. Algunas de esas imágenes son horribles”, dijo McGeehan. “Es uno de estos materiales maravillosos que se ha hecho un poco demasiado bien.”

Sin embargo, en la actualidad, incluso las botellas recicladas sólo pueden convertirse en fibras opacas para ropa o alfombras. La nueva enzima indica una forma de reciclar las botellas de plástico transparente para convertirlas de nuevo en botellas de plástico transparente, lo que podría reducir la necesidad de producir plástico nuevo.

“Siempre te encuentras con el hecho de que el petróleo es barato, así que el PET virgen es barato”, dijo McGeehan. “Es muy fácil para los fabricantes generar más de ese material, en lugar de tratar de reciclarlo. Pero creo que aquí hay un impulsor público: la percepción está cambiando tanto que las empresas están empezando a ver cómo pueden reciclarlas adecuadamente”.

La nueva investigación, publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, comenzó por determinar la estructura precisa de la enzima producida por el virus japonés. El equipo utilizó la fuente de luz Diamond, cerca de Oxford, Reino Unido, un intenso haz de rayos X que es 10.000 millones de veces más brillante que el sol y puede revelar átomos individuales.

La estructura de la enzima se parecía mucho a la desarrollada por muchas bacterias para descomponer la cutina, un polímero natural utilizado como revestimiento protector por las plantas. Pero cuando el equipo manipuló la enzima para explorar esta conexión, accidentalmente mejoró su capacidad para consumir PET.

Playa de plástico, Australia | Fuente ABC

“Es una mejora modesta – un 20% mejor – pero ese no es el punto”, dijo McGeehan. “Es increíble porque nos dice que la enzima aún no está optimizada. Nos da la posibilidad de usar toda la tecnología usada en el desarrollo de otras enzimas por años y años y hacer una enzima súper rápida”.

Las enzimas industriales se utilizan ampliamente, por ejemplo, en la producción de detergentes en polvo y biocombustibles. Se han hecho para trabajar hasta 1.000 veces más rápido en unos pocos años, la misma escala de tiempo que McGeehan prevé para la enzima que come plástico. Los investigadores de Portsmouth y los del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Colorado han patentado la enzima mutante específica.

Una posible mejora que se está explorando es el trasplante de la enzima mutante a una “bacteria extremófila” que puede sobrevivir a temperaturas por encima del punto de fusión 70C del PET – es probable que el plástico se degrade 10-100 veces más rápido cuando se funde.

Trabajos anteriores habían demostrado que algunos hongos pueden descomponer el plástico PET, que representa alrededor del 20% de la producción mundial de plástico. Pero las bacterias son mucho más fáciles de controlar para usos industriales.

Otros tipos de plástico podrían ser descompuestos por bacterias que actualmente evolucionan en el medio ambiente, dijo McGeehan: “La gente ahora está buscando vigorosamente”. El PET se hunde en el agua de mar, pero algunos científicos han conjeturado que los insectos que comen plástico podrían algún día ser rociados en los enormes parches de basura de plástico en los océanos para limpiarlos.

“Creo que[la nueva investigación] es un trabajo muy emocionante, que demuestra que hay un gran potencial para usar la tecnología de las enzimas para ayudar a la sociedad con el creciente problema de los residuos”, dijo Oliver Jones, químico de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, y que no forma parte del equipo de investigación.

“Las enzimas no son tóxicas, son biodegradables y pueden ser producidas en grandes cantidades por microorganismos”, dijo. “Todavía queda mucho camino por recorrer antes de poder reciclar grandes cantidades de plástico con enzimas, y tal vez sea preferible reducir la cantidad de plástico producido en primer lugar. [Pero] esto es ciertamente un paso en una dirección positiva.”

El Prof. Adisa Azapagic, de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, estuvo de acuerdo en que la enzima podría ser útil, pero añadió: “Se necesitaría una evaluación completa del ciclo de vida para asegurar que la tecnología no resuelva un problema ambiental -los residuos- a expensas de otros, incluyendo emisiones adicionales de gases de efecto invernadero”.

Fuente | The Guardian

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