Convertir las bacterias en fábricas de bioplásticos
Los biólogos hallan nuevas formas de estimular el poder productor de plástico de los microbios púrpura
En un mundo invadido por los plásticos derivados del petróleo, los científicos buscan alternativas más sostenibles, más biodegradables y mucho menos tóxicas para el medio ambiente.
En un mundo invadido por los plásticos derivados del petróleo, los científicos buscan alternativas más sostenibles, biodegradables y mucho menos tóxicas para el medio ambiente. Dos nuevos estudios de biólogos de la Universidad de Washington destacan una posible fuente de materiales revolucionarios: bacterias púrpuras que, con un poco de estímulo, pueden actuar como fábricas microscópicas de bioplásticos.
Joe Angeles / WashU
Dos nuevos estudios realizados por biólogos de la Universidad de Washington en San Luis ponen de relieve una posible fuente de materiales revolucionarios: las bacterias púrpuras que, con un poco de estímulo, pueden actuar como fábricas microscópicas de bioplásticos.
Un estudio dirigido por el estudiante Eric Conners descubrió que dos especies relativamente desconocidas de bacterias púrpuras son capaces de producir polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros naturales que pueden purificarse para fabricar plástico.
Otro estudio dirigido por la supervisora del laboratorio de investigación, Tahina Ranaivoarisoa, demostró que la ingeniería genética podía inducir a una especie de bacteria púrpura bien estudiada pero notoriamente testaruda a aumentar drásticamente su producción de PHA.
Conners y Ranaivoarisoa trabajan en el laboratorio de Arpita Bose, profesora asociada de Biología en Artes y Ciencias y autora de los nuevos estudios. "Hay una enorme demanda mundial de bioplásticos", afirma Bose. "Pueden producirse sin añadirCO2 a la atmósfera y son completamente biodegradables. Estos dos estudios demuestran la importancia de adoptar múltiples enfoques para encontrar nuevas formas de producir este valioso material."
Las bacterias púrpuras son un grupo especial de microbios acuáticos famosos por su adaptabilidad y capacidad para crear compuestos útiles a partir de ingredientes sencillos. Al igual que las plantas verdes y algunas otras bacterias, pueden convertir el dióxido de carbono en alimento utilizando la energía del sol. Pero en lugar de clorofila verde, utilizan otros pigmentos para captar la luz solar.
Las bacterias producen de forma natural PHA y otros componentes básicos de los bioplásticos para almacenar el carbono sobrante. En las condiciones adecuadas, pueden seguir produciendo esos polímeros indefinidamente.
Según informan esta semana los biólogos de la WashU en Microbial Biotechnology, dos especies poco conocidas de bacterias púrpuras del género Rhodomicrobium mostraron una notable disposición a producir polímeros, especialmente cuando se las energizaba con pequeñas cantidades de electricidad y se las alimentaba con nitrógeno. "Merece la pena echar un vistazo a bacterias que no habíamos observado antes", afirmó Conners. "No nos hemos acercado a su potencial".
La bacteriaRhodomicrobium tiene propiedades inusuales que la convierten en una interesante candidata para fabricar bioplásticos naturales. "Es una bacteria única con un aspecto muy diferente al de otras bacterias púrpuras", explica Conners. Mientras que algunas especies flotan en los cultivos como células individuales, este género concreto forma redes interconectadas que parecen especialmente bien equipadas para producir PHA.
Otros tipos de bacterias también pueden producir polímeros bioplásticos con cierta ayuda. Como se informa en la revista Applied and Environmental Microbiology, los investigadores de la Universidad de Washington utilizaron la ingeniería genética para obtener niveles impresionantes de PHA a partir de la Rhodopseudomonas palustris TIE-1, una especie muy estudiada que suele ser reacia a producir polímeros. "TIE-1 es un gran organismo para estudiar, pero históricamente no ha sido el mejor para producir PHA", explica Ranaivoarisoa.
Varios ajustes genéticos ayudaron a aumentar la producción de PHA, pero uno de los métodos tuvo especial éxito. Los investigadores obtuvieron resultados impresionantes cuando insertaron un gen que aumentaba la enzima natural RuBisCO, el catalizador que ayuda a las plantas y bacterias a capturar carbono del aire y el agua. Con la ayuda de la enzima sobrealimentada, las bacterias, normalmente perezosas, se convirtieron en potentes PHA. Los investigadores se muestran optimistas ante la posibilidad de aplicar un método similar con otras bacterias que puedan producir niveles aún mayores de bioplásticos.
En un futuro próximo, Bose tiene previsto examinar más de cerca la calidad y los posibles usos de los polímeros producidos en su laboratorio. "Esperamos que estos bioplásticos produzcan soluciones reales en el futuro".
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
Eric M. Conners, Karthikeyan Rengasamy, Tahina Ranaivoarisoa, Arpita Bose; "The phototrophic purple non-sulfur bacteria Rhodomicrobium spp. are novel chassis for bioplastic production"; Microbial Biotechnology, 2024
Tahina Onina Ranaivoarisoa et al. "Overexpression of RuBisCO form I and II genes in Rhodopseudomonas palustris TIE-1 augments polyhydroxyalkanoate production heterotrophically and autotrophically"; Applied and Environmental Microbiology, 2024
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