MADRID, 4 Sep. (EUROPA PRESS) -
Bioingenieros de la Universidad de Kobe han diseñado bacterias para producir una alternativa biodegradable y más fuerte al plástico más común en envases y textiles: el tereftalato de polietileno (PET).
El PDCA, una alternativa al PET, es biodegradable y posee propiedades físicas superiores. El equipo de Kobe diseñó bacterias E. coli para producir el compuesto a partir de glucosa en cantidades sin precedentes y sin subproductos, abriendo un mundo de posibilidades para el futuro de la bioingeniería.
La durabilidad de los plásticos es la razón de su amplia difusión y de sus problemas ambientales. Además, se obtienen principalmente del petróleo, lo que los hace no renovables y dependientes de la geopolítica. Grupos de investigación de todo el mundo trabajan en alternativas tanto biodegradables como de origen biológico, pero a menudo presentan problemas de rendimiento, pureza y, en consecuencia, el coste de producción asociado.
El bioingeniero de la Universidad de Kobe, Tsutomu Tanaka, afirma en un comunicado: "La mayoría de las estrategias de producción basadas en biomasa se centran en moléculas de carbono, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, existen compuestos muy prometedores para plásticos de alto rendimiento que incluyen otros elementos como el nitrógeno, pero no existen estrategias de bioproducción eficientes. Y las reacciones puramente químicas inevitablemente generan subproductos no deseados".
El PDCA, que significa ácido piridindicarboxílico, es uno de esos candidatos. Es biodegradable, y los materiales que lo incorporan muestran propiedades físicas comparables o incluso superiores a las del PET, ampliamente utilizado en envases y textiles. "Nuestro grupo abordó el reto desde una nueva perspectiva: buscamos aprovechar el metabolismo celular para asimilar nitrógeno y construir el compuesto de principio a fin", afirma Tanaka.
En la revista Metabolic Engineering, el grupo de la Universidad de Kobe ha publicado que logró la producción de PDCA en biorreactores a concentraciones siete veces superiores a las reportadas previamente. Tanaka explica: La importancia de nuestro trabajo radica en demostrar que las reacciones metabólicas pueden utilizarse para incorporar nitrógeno sin producir subproductos indeseados, lo que permite la síntesis limpia y eficiente del compuesto objetivo".
Sin embargo, el grupo tuvo que resolver algunos problemas persistentes durante el proceso. El más difícil de ellos surgió cuando descubrieron un cuello de botella en una de las enzimas que habían introducido, que producía peróxido de hidrógeno (H2O2), un compuesto altamente reactivo. El compuesto atacó entonces a la enzima que lo producía, desactivándola.
"Mediante el refinamiento de las condiciones de cultivo, en particular añadiendo un compuesto capaz de depurar H2O2, finalmente pudimos superar el problema, aunque esta adición podría presentar nuevos desafíos económicos y logísticos para la producción a gran escala", afirma Tanaka.