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Crean una enzima capaz de descomponer el plástico PET en horas

A pesar de que existen muchos procesos de reciclaje, todavía es muy difícil descomponer una botella de plástico, debido a su estructura. El año pasado una empresa científica francesa encontró unas enzimas mutantes que devoran plástico en días, y hace unas semanas un grupo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos) crearon una enzima capaz de descomponer el tereftalato de polietileno (PET) en 24 horas.

La enzima, bautizada con el nombre de FAST-PETasa (PETasa funcional, activa, estable y tolerante) reduce enormemente el tiempo que tarda el PET en descomponerse, pues de manera natural este material, usado frecuentemente en la fabricación de textiles, botellas de agua y otros envases de bebidas, necesitaría incluso siglos en degradarse. La enzima podría utilizarse incluso para limpiar lugares contaminados con plásticos.

En las pruebas realizadas, los productos fabricados con el polímero tereftalato de polietileno (PET) se descomponen en una semana y, en algunos casos, en 24 horas. “Las posibilidades son infinitas en todos los sectores para aprovechar este proceso de reciclaje de vanguardia”, afirma Hal Alper, ingeniero químico y una de las personas que han llevado a cabo la investigación.

El equipo ha desarrollado la enzima FAST-PETasa a partir de una PETasa natural, que permite a las bacterias degradar el plástico PET, y la modificaron utilizando el aprendizaje automático para localizar cinco mutaciones que le permitieran degradar el plástico más rápidamente en diferentes condiciones ambientales.

Una vez que la variante de la enzima hizo su trabajo de cortar el plástico en sus unidades moleculares básicas (despolimerización), los investigadores demostraron que podían volver a unir el plástico (repolimerización) utilizando procesos químicos para crear nuevos productos de plástico.

El hallazgo de la FAST-PETasa supuso el estudio de 51 envases de plástico posconsumo diferentes, cinco fibras de poliéster distintas y tejidos y botellas de agua fabricados con PET. En las pruebas realizadas en todos estos productos, la variante enzimática demostró su eficacia, incluso a temperaturas inferiores a 50 grados Celsius.

“Cuando se consideran aplicaciones de limpieza ambiental, se necesita una enzima que pueda funcionar en el medio ambiente a temperatura ambiente”, dice Alper. “En este requisito es donde nuestra tecnología tiene una enorme ventaja en el futuro”.

El PET está presente en muchos envases de consumo, desde los textiles hasta las botellas de agua y de refrescos. Por sí solo, se cree que constituye alrededor del 12 % de todos los residuos mundiales. Otro dato desalentador es el siguiente: a nivel mundial, se recicla menos del 10 % de los plásticos. La introducción de la FAST-PETasa podría contribuir a esto último. Los investigadores afirman que es relativamente barata, portátil y no demasiado difícil de ampliar hasta los niveles industriales que se necesitarían.

En la actualidad, los métodos más comunes para eliminar el plástico son arrojarlo a un vertedero, donde se pudre a un ritmo muy lento, o quemarlo, lo que cuesta mucho, consume mucha energía y llena la atmósfera de gases nocivos. Está claro que se necesitan estrategias distintas y esta podría ser una de ellas.

“Este trabajo demuestra realmente el poder de reunir diferentes disciplinas, desde la biología sintética hasta la ingeniería química y la inteligencia artificial”, afirma el bioquímico Andrew Ellington, que también ha participado en la investigación.

Referencia:

Lu, H., Diaz, D.J., Czarnecki, N.J. et al. Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization. Nature 604, 662–667 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04599-z

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