Aprovechar el poder de las comunidades microbianas para la degradación del plástico

Los investigadores proponen un nuevo enfoque en la búsqueda de la degradación biológica del plástico

23.04.2021 - Alemania

Las bacterias son extremadamente adaptables. Cuanto más plástico entre en el medio ambiente, más probable es que encuentren formas de extraer energía del plástico y degradarlas en el proceso. Los humanos podríamos aprovecharnos de ello. El truco está en encontrar las bacterias respectivas y combinarlas de forma novedosa. En la revista internacional Trends in Microbiology, los investigadores de Kiel proponen ahora un nuevo enfoque que debería agilizar la búsqueda y hacer más eficaz la degradación del plástico.

Durante décadas, la humanidad ha utilizado las capacidades de las bacterias para mantener limpio el medio ambiente. Un ejemplo muy conocido es la fase biológica de las plantas de tratamiento de aguas residuales. En ella, las bacterias y otros microorganismos degradan los contaminantes orgánicos de las aguas residuales en sus componentes. Pero en los últimos tiempos, la cantidad de residuos constituidos por compuestos poliméricos de carbono -llamados comúnmente plástico- ha aumentado considerablemente. Hasta ahora, apenas se conocen bacterias capaces de descomponer el plástico. Sin embargo, en todo el mundo la búsqueda de ellas está en pleno apogeo.

Un grupo de científicos del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica de Kiel y de la Universidad de Kiel propone ahora un método hasta ahora olvidado para descubrir métodos de degradación natural del plástico más rápidos y eficaces basados en bacterias. "Demostramos que tendría mucho más sentido analizar las capacidades de comunidades bacterianas enteras en lugar de buscar especies bacterianas individuales que produzcan enzimas con las que puedan degradar el plástico", afirma el Dr. Peter Deines, del GEOMAR, autor principal del estudio.

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La búsqueda clásica de bacterias con capacidades específicas se centra en especies individuales. Una vez que se identifica una que, por ejemplo, es capaz de utilizar una enzima específica para degradar un tipo concreto de plástico, se examina la información genética de la bacteria en busca del código de esa enzima. "Pero al hacerlo, se corre el riesgo de detectar sólo la información que ya se conoce y pasar por alto otras propiedades bacterianas importantes", dice el Dr. Deines.

Además, centrarse en una sola especie bacteriana conlleva un riesgo para las aplicaciones posteriores de la bacteria y su enzima, por ejemplo en biorreactores. "Sabemos por la biología de los ecosistemas que los monocultivos no son muy resistentes. De hecho, los biorreactores con una sola especie bacteriana son propensos a una alta tasa de fracaso", informa el microbiólogo de Kiel.

Por eso, en el enfoque que él y sus colegas prefieren, se toman muestras de ecosistemas bacterianos completos en lugares donde es muy probable que las bacterias entren en contacto con el plástico. Pueden ser los estómagos de los peces, las biopelículas de las grandes algas o el sedimento del fondo marino. En el laboratorio, estas comunidades bacterianas, hasta ahora muy inexploradas, se exponen de nuevo al plástico. Si se demuestra que una comunidad es capaz de degradar el plástico, se selecciona para el siguiente paso.

"Proponemos criar comunidades bacterianas enteras en el laboratorio para aumentar la degradación del plástico. Este proceso puede considerarse muy similar a la cría de ciertos rasgos en las razas de animales domésticos o plantas. Al utilizar este método, no necesitamos saber de antemano lo que buscamos, sino que estamos completamente abiertos a los resultados. El riesgo de pasar por alto habilidades es mucho menor. Al fin y al cabo, una bacteria que no puede hacer nada con el plástico por sí sola podría contribuir de forma decisiva a su degradación en una comunidad compleja", afirma el Dr. Deines. La posterior selección artificial en el laboratorio ofrece a las comunidades microbianas la posibilidad de mejorar su capacidad de degradación del plástico a lo largo de varias generaciones. "Aquí estamos utilizando un enfoque de la biología evolutiva", añade.

El equipo tiene previsto poner en práctica los métodos propuestos en un futuro próximo, centrándose principalmente en las comunidades bacterianas del océano. "En última instancia, el océano es el principal sumidero donde acaban la mayoría de los residuos y contaminantes. Como parte del proyecto PLASTISEA, ya hemos obtenido muchas muestras del Atlántico central. Ahora las utilizamos para buscar formas de biodegradar el plástico tanto de forma clásica como con el nuevo método. Pero, por supuesto, esto también puede servir para buscar opciones de degradación para muchos otros contaminantes", afirma el coautor, el Prof. Dr. Hentschel Humeida, jefe de la unidad de investigación de simbiosis marinas de GEOMAR.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

Publicación original

Borchert, E., K. Hammerschmidt, U. Hentschel, and P. Deines; "Enhancing Microbial Pollutant Degradation by Integrating Eco-Evolutionary Principles with Environmental Biotechnology"; Trends in Microbiology

https://www.quimica.es/noticias/1170768/aprovechar-el-poder-de-las-comunidades-microbianas-para-la-degradacion-del-plastico.html