Hace cinco años, los científicos que excavaban en el suelo y el lodo alrededor de un centro de reciclaje de plásticos en Japón descubrieron una bacteria que se estaba alimentando del popular material de empaque PET como fuente de energía, con la ayuda de un par de enzimas desarrolladas intencionalmente.
Un descubrimiento fascinante en ese momento, un nuevo estudio ha demostrado que esto es parte de una tendencia mucho más amplia en la que tales enzimas que degradan el plástico están aumentando en número y diversidad en respuesta a la contaminación plástica en todo el mundo.
Desde ese descubrimiento en Japón en 2016, hemos visto un par de otros avances interesantes en este espacio. La esperanza inicial era que al desenterrar esas enzimas que permitían a la bacteria reducir rápidamente el plástico PET en bloques de construcción benignos para el medio ambiente, se podrían diseñar versiones aún más eficientes en el laboratorio para formar nuevas armas en la lucha contra la contaminación plástica.
En 2018, un grupo de científicos en los EE. UU. Se basó en esta investigación para producir una enzima diseñada que podría consumir plásticos con alrededor de un 20 por ciento más de eficiencia. Ese mismo equipo desarrolló una versión aún más avanzada en 2020, que describieron como una superenzima, que podría digerir los desechos plásticos a seis veces la velocidad.
Se ha descubierto una gama de enzimas con capacidades similares, y una nueva investigación realizada por un equipo de la Universidad de Tecnología Chalmers de Suecia muestra que el fenómeno está muy extendido. Los investigadores analizaron muestras de ADN ambiental obtenidas de cientos de lugares oceánicos y terrestres de todo el mundo, utilizando modelos informáticos para detectar enzimas microbianas con el potencial de descomponer los plásticos.
Esto reveló un total de 30,000 enzimas con el potencial de degradar 10 tipos de plásticos comunes, y los científicos luego lo compararon con datos oficiales sobre la concentración de contaminación plástica en diferentes países y océanos. Resultó que algunos de los lugares con la mayor cantidad de enzimas eran las áreas más contaminadas, como el Mar Mediterráneo y el Océano Pacífico Sur.
“Utilizando nuestros modelos, encontramos múltiples líneas de evidencia que respaldan el hecho de que el potencial de degradación del plástico del microbioma global se correlaciona fuertemente con las mediciones de la contaminación plástica ambiental, una demostración significativa de cómo el medio ambiente está respondiendo a las presiones que estamos ejerciendo sobre él”. dice el autor del estudio Aleksej Zelezniak.
Se descubrió que las enzimas se distribuían ampliamente en lugares oceánicos y terrestres, pero con algunas ideas interesantes. El equipo encontró concentraciones más altas de enzimas que degradan el plástico en niveles más profundos en el océano, lo que indica una conexión con las mayores concentraciones de microplásticos que se observan en estas profundidades.
De manera similar, se encontró que las muestras de tierra contenían muchos más compuestos aditivos plásticos a base de ftalatos, junto con enzimas que se sabe que son capaces de degradarlos, lo que indica una conexión entre los dos.
“Actualmente, se sabe muy poco sobre estas enzimas que degradan el plástico, y no esperábamos encontrar una cantidad tan grande de ellas en tantos microbios y hábitats ambientales diferentes. Este es un descubrimiento sorprendente que realmente ilustra la magnitud del problema ”, explica Jan Zrimec, primer autor del estudio.
La producción masiva de plástico se ha disparado de alrededor de dos millones de toneladas anuales a la asombrosa cifra de 380 millones en las últimas siete décadas, y alrededor de ocho millones de toneladas se vierten en el océano cada año. Si bien esto ha dado a los microbios una ventana considerable para desarrollar respuestas evolutivas a los desechos en sus entornos, se necesitarían muchas enzimas altamente eficientes para acabar con el problema.
Pero con hallazgos significativos como este, el libro de jugadas de los científicos continúa expandiéndose. “El siguiente paso sería probar las enzimas candidatas más prometedoras en el laboratorio para investigar de cerca sus propiedades y la tasa de degradación plástica que pueden lograr”, dice Zelezniak.
“A partir de ahí, podría diseñar comunidades microbianas con funciones de degradación específicas para polímeros específicos tipos “.
La investigación fue publicada en la revista mBio. Fuente: Universidad Tecnológica de Chalmers
