Los científicos han mejorado una enzima natural que puede digerir algunos de nuestros plásticos más comúnmente contaminantes.
El PET, el plástico resistente comúnmente utilizado en las botellas, tarda cientos de años en descomponerse en el medio ambiente.
La enzima modificada, conocida como PETase, puede comenzar a descomponer el mismo material en pocos días.
Esto podría revolucionar el proceso de reciclaje, permitiendo que los plásticos se reutilicen de manera más efectiva.
Los consumidores del Reino Unido utilizan alrededor de 13 mil millones de botellas de bebidas de plástico al año, pero más de tres mil millones no se reciclan.
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Encontrado en un basurero
Originalmente descubierto en Japón, la enzima es producida por una bacteria que "come" PET.
Ideonella sakaiensis usa el plástico como su principal fuente de energía.
Los investigadores informaron en 2016 que habían encontrado la cepa que vive en los sedimentos en un sitio de reciclaje de botellas en la ciudad portuaria de Sakai.
"[PET] solo ha existido en grandes cantidades en los últimos 50 años, por lo que no es una escala de tiempo demasiado larga para que una bacteria haya evolucionado para comer algo tan artificial", comentó el profesor John McGeehan, que participó en la estudio actual.
Los poliésteres, el grupo de plásticos al que pertenece el PET (también llamado tereftalato de polietileno), ocurren en la naturaleza.
"Protegen las hojas de las plantas", explicó el investigador de la Universidad de Portsmouth. "Las bacterias han estado evolucionando durante millones de años para comer eso".
El cambio a PET nunca fue menos "completamente inesperado" y un equipo internacional de científicos se dispuso a determinar cómo había evolucionado la enzima PETase.
Comiendo plástico
Se creó un modelo 3D de alta definición de la enzima, utilizando la poderosa línea de rayos X en Diamond Light Source en Oxfordshire.
Una vez que entendieron su estructura, el equipo notó que podían mejorar el rendimiento de PETase al ajustar algunos residuos en su superficie.
Esto sugiere que la enzima natural aún no está totalmente optimizada y que existe el potencial para desarrollarla.
La PETase también se probó en plástico PEF, una alternativa a la PET propuesta a base de plantas que es similarmente lenta para degradarse en la naturaleza.
"Estábamos absolutamente asombrados cuando hicimos ese experimento porque en realidad funciona mejor en PEF que en PET", dijo el profesor McGeehan a BBC News.
Análisis
por David Shukman, Editor de Ciencias
El equipo detrás de la investigación en la Universidad de Portsmouth incluye estudiantes de doctorado e incluso estudiantes de pregrado, y cuando visité su laboratorio su entusiasmo fue contagioso. Saben que se necesitó una química inteligente para diseñar el polímero PET utilizado en tantos miles de millones de botellas y están encantados de haber ayudado a encontrar la manera de desmantelarlo. Han crecido con el flagelo de la contaminación plástica y se sienten muy motivados por intentar abordarlo.
Sin embargo, hay grandes desafíos por delante para convertir un descubrimiento ingenioso en una aplicación en el mundo real. Desarrollar una técnica para producir la enzima a bajo costo será un obstáculo clave; otra será para aprovechar su poder a escala industrial. Pero este es un ejemplo de ciencia acelerada. Un tipo de bacteria evolucionó para vivir del plástico en las últimas décadas. La enzima que usa para digerir el PET fue identificada recientemente.
Ahora tenemos detalles de la versión más nueva y más eficiente de esa enzima. En la búsqueda de soluciones científicas para la crisis de la contaminación plástica, un impulso como este es vital.
Cerrando el ciclo
Los poliésteres, producidos industrialmente a partir del petróleo, son ampliamente utilizados en botellas y ropa de plástico.
Los actuales procesos de reciclaje significan que los materiales de poliéster siguen una espiral de calidad descendente, perdiendo algunas de sus propiedades cada vez que pasan por el ciclo. Las botellas se convierten en vellones, luego en alfombras, y luego terminan en un vertedero.
PETase revierte el proceso de fabricación, reduciendo los poliésteres a sus bloques de construcción, listos para ser utilizados nuevamente.
"Podrían usarse para hacer más plástico y eso evitaría usar más aceite ... Entonces, básicamente, cerraríamos el ciclo. Tendríamos un reciclaje adecuado", explicó el profesor McGeehan.
La enzima está a varios años de ser implementada a gran escala. Necesitará degradar el PET más rápido que su tiempo actual de unos pocos días antes de volverse económicamente viable como parte del panorama del reciclaje.
El Prof. McGeehan confía en que esto marque el comienzo de un cambio en la gestión de los plásticos.
"Hay una necesidad urgente de reducir la cantidad de plástico que termina en los vertederos y el medio ambiente, y creo que si podemos adoptar estas tecnologías, tenemos una solución potencial en el futuro para hacerlo", agregó.
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