Nueva investigación tiene el potencial para combatir la contaminación plástica

Investigadores de la Universidad de Rice, Estados Unidos, han dado un paso más en la lucha contra la contaminación plástica, un problema que genera preocupación porque cada año se producen más de 460 millones de toneladas de plástico en todo el mundo, y la mitad de esa cantidad se utiliza una sola vez, de acuerdo con datos de la ONU.

La investigación se centró en modificar microorganismos para que tengan la capacidad de pegado similar a la de los mejillones. Estos tienen una fuerte adherencia y podrían ser eficientes para ayudar a descomponer el plástico PET cuando se mezclan con unas enzimas especiales llamadas PETas.

Al aprovechar este "poder pegajoso" de la naturaleza, es posible desarrollar soluciones más efectivas para abordar problemas ambientales, como la eliminación de desechos plásticos.

Estados Unidos produce alrededor de 40 millones de toneladas de residuos plásticos anualmente, según la Agencia de Protección Ambiental, con un tereftalato de polietileno (PET) . 

El PET, un plástico que se encuentra en los envases, es resistente a la degradación y tarda siglos en descomponerse. La innovación del equipo le permitió crear bacterias y proteínas adhesivas que podrían ayudar a los países de todo el mundo a descomponer el PET de manera más eficiente.

"Nuestra investigación es prometedora para tratar el problema de la contaminación plástica en Estados Unidos y en todo el mundo", dijo el líder del estudio Han Xiao, director del Centro Synthesis X de Rice, profesor asociado de química, biociencias y bioingeniería y académico del Instituto de Prevención e Investigación del Cáncer de Texas (CPRIT).

¿Cómo se abordó la investigación? 

Las bacterias diseñadas se diseñaron utilizando tecnología de expansión de código genético, incorporando un aminoácido natural llamado 3.4-dihidroxifenilalanina (DOPA), responsable de las propiedades adhesivas de los mejillones, se lee en el documento informativo de la investigación. 

Los investigadores mejoraron la capacidad de unirse a las superficies de PET al modificar las bacterias con DOPA.

Este estudio presenta el desarrollo de proteínas adhesivas y bacterias mediante la incorporación específica de DOPA utilizando la Tecnología de Expansión del Código Genético.

Las bacterias alteradas, probadas en muestras de PET a 37 grados Celsius, demostraron un aumento de 400 veces en la adhesión. 

Esta bacteria cohesiva se unió con una enzima llamada polietileno tereftalato hidrolasa para romper el material en fragmentos más pequeños y manejables, lo que resultó en lo que los investigadores llamaron “una cantidad significativa de degradación de los plásticos de la noche a la mañana”.

Este enfoque podría ser una solución para el reciclaje de plástico, ofreciendo una forma más rápida y eficiente de reducir los residuos plásticos y su impacto ambiental.

"Nuestro enfoque subraya la utilidad innovadora de la expansión del código genético en la ingeniería material y celular. Potencialmente puede transformar las aplicaciones de bioingeniería y resolver problemas del mundo real", dijo Xiao.

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Características de los mejillones

Numerosa bibliografía describe a los mejillones como “moluscos bivalvos que pertenecen a la familia Mytilidae”. Se caracterizan por tener dos conchas duras y alargadas que los protegen. 

Estos animales se encuentran comúnmente en aguas costeras y se adhieren a rocas, muelles y otras superficies por su material pegajoso, llamado byssus.

Se caracterizan por:

• Su caparazón: Tienen dos conchas (valvas) que son duras y protectoras, generalmente de color azul, negro o marrón.
• Su adhesión: Usan un material pegajoso byssus para adherirse a superficies que les permita resistir fuertes corrientes de agua.
• Su filtración: obtienen su alimento del agua, filtrándola a través de sus branquias.
• Su sensibilidad: Esto les permite detectar los cambios en la calidad del agua y la temperatura

La presente investigación es un avance para tratar el problema que se agrava año con año, ya que los plásticos se utilizan en casi todos los sectores, en el envasado de alimentos, en la industria, en la agricultura, entre otros muchos.

Esto resulta en la generación de una gran cantidad de residuos plásticos que, en última instancia, afectan al ecosistema. 

Según el informe del grupo del Banco Mundial, los plásticos comprenden alrededor del 12% de la generación total de residuos del mundo y alrededor del 60% de los plásticos entran en el medio ambiente como residuos plásticos, refiere una investigación publicada por Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos.

“El creciente volumen de residuos plásticos no solo degrada la fertilidad del suelo y contamina el agua subterránea, sino que también daña gravemente los ecosistemas circundantes y el medio ambiente marino”, resalta. 

Agrega que las técnicas convencionales de gestión del plástico implican principalmente el vertido abierto, el relleno y la quema. Estos procesos causan la contaminación ambiental en lugar de lograr objetivos sostenibles de gestión de residuos. Por lo que se requieren soluciones más sustentables y sostenibles en el tiempo.

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