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Las enzimas podrían cambiar el panorama de la polución plástica

Investigadores de la Universidad Católica de Chile identificaron en el Océano Antártico una enzima que puede degradar plásticos a temperatura ambiente.

Hay más de 46 mil piezas plásticas en cada 2,6 metros cuadrados del océano. Y para buscar soluciones a esta contaminación que crece cada año, investigadores del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica de la Universidad Católica (Chile) en colaboración con la Universidad de Leipzig (Alemania), identificaron una variedad de enzimas que pueden degradar plásticos a temperatura ambiente.

La mayoría de plásticos que usamos diariamente contienen tereftalato de polietileno (PET), un plástico que se ha acumulado como desecho en vertederos y océanos, debido a su gran estabilidad en el tiempo frente a la degradación y a un histórico mal manejo de estos contaminantes. De hecho, duran hasta 500 años. Con estas enzimas, se pueden reusar los polímeros para productos reutilizables.

Una enzima se identificó y caracterizó recientemente al provenir de un compost vegetal en Alemania. Esta es una de las que tiene más eficiencia de degradación de PET a 70 grados Celsius, sin necesidad de un tratamiento previo. Pero el resultado de esta nueva investigación fue una enzima que degrada el PET a 25 ºC, que tiene una eficiencia similar a las pocas enzimas que se conoce que degradan este plástico en esta temperatura.

Metro habló con César Ramírez Sarmiento, uno de los investigadores y portavoces del proyecto, reseñado en la revista Applied and Environmental Microbiology para la sección “Spotlight”. El investigador , quien es profesor asistente del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica de la Universidad Católica e Investigador Adjunto de Biología Integrativa, habló sobre los futuros usos industriales de este componente.

P: ¿Cómo fue el hallazgo de esta enzima?

–Nosotros empezamos a trabajar en este tema hace cinco años, y hace varias décadas se habían descubierto varias enzimas pero con proceso de degradación a temperaturas muy altas. De esta manera, nos preguntamos si estas enzimas biodegradan a otras temperaturas. Se sabía entonces del desplazamiento del plástico producto de otras corrientes marinas. Por eso hicimos una investigación para identificar a través de herramientas computacionales y caracterizar enzimas que pudieran devorar el plástico y así resultó.

—  César Ramírez Sarmiento, uno de los investigadores y portavoces del proyecto

P: ¿Cómo sería su uso industrial?

–Si esta enzima se pudiera usar en condiciones industriales, lo hacen una vez que se sometan a procesos de ingeniería y se busca que estas no solo sirvan para eso sino que también sean tolerantes a cambios de temperatura, por ejemplo. Entonces, a través de vía informática y caracterización experimental, podemos obtener estas enzimas y ver cómo degradan este plástico en particular. Así, se someten a procesos de ingeniería para hacer mutaciones y que estas sean aptas para la industria. También se puede tratar de acoplar la capacidad de estas enzimas de devorar plástico, y en este y en varios países están creando estrategias para modificar estas características y crear biopolímeros biodegradables. Y así, crear una economía circular real. Así, el polímero se degrada y se resignifica con nuevos polímeros que se pueden usar para distintos tipos de productos para el consumidor.

P: ¿Cómo podría ser apta esta enzima para otras temperaturas?

–En eso estamos justamente trabajando. Y con las muestras que hemos analizado vemos que las enzimas que tienen más potencial de devorar plástico no están en océanos abiertos. Con respecto a la temperatura, hay distintos tipos de organismos con distintas adaptaciones a distintas temperaturas, y por lo tanto sus enzimas varían. Y hay dos planteamientos con respecto a esto. Las temperaturas más altas y las enzimas que pueden desarrollarse allí son más aptas para la industria porque el plástico es más maleable. Y por lo tanto, se degrada con mayor facilidad, entre 60 y 70 grados. Pero también hemos tenido datos de que las enzimas que funcionan en ambientes más moderados, de 25 a 30 grados, donde el plástico es más difícil de tratar. Ahí hay más posibilidades de desarrollar con ingeniería enzimas que con bajas temperaturas puedan devorar plástico y que tomen menos energía para la producción industrial.

P: ¿Cuál es el estado del proyecto?

–Precisamente estamos pensando en modificar varios organismos y hacernos preguntas más grandes, como que las enzimas son solo parte del problema y de cómo otras bacterias son parte de este proceso. Si bien las enzimas hacen parte del proceso de degradación, en la Antártida hay otras bacterias que hacen parte del proceso de consumo.

LAS CLAVES

• Ya que los desechos plásticos se han desplazado a ambientes fríos como la Antártica a través de las corrientes marinas, se buscaron enzimas en organismos que habitan esa región y que pudiesen degradar este plástico a temperatura ambiente.

• Dichos hallazgos contribuyen a aumentar el repertorio de enzimas que degradan PET, que actualmente están siendo consideradas como potenciales biocatalizadores para el reciclaje biológico de residuos plásticos en la industria.

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