Descubrimiento de la BUAP: Enzima bacteriana degradaría plástico PET en horas
Un equipo de investigación de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), liderado por el doctor Luis Javier Martínez Morales del Instituto de Ciencias (ICUAP), está desarrollando un método pionero para abordar la grave problemática ambiental de la acumulación de plástico PET. La iniciativa se centra en la obtención de una enzima depolimerasa a partir de la bacteria Azospirillum brasilense, la cual ha demostrado ser capaz de descomponer la molécula de tereftalato de polietileno (PET) de manera significativa en cuestión de horas. Este avance, documentado en un boletín de la BUAP con fecha de septiembre de 2025, ofrece una alternativa prometedora y más ecológica a los métodos de degradación de plástico actuales que pueden tardar cientos de años. La investigación se lleva a cabo en el Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas del ICUAP.
El Urgente Problema del Plástico PET
La acumulación de tereftalato de polietileno (PET), un plástico ampliamente utilizado en la fabricación de envases, representa un grave problema ambiental debido a su extremadamente lenta degradación natural. Para desintegrarse a nivel molecular, el PET puede extenderse de 55 y hasta 500 años, lo que lo convierte en un contaminante persistente en el ecosistema. Ante esta urgencia, la comunidad científica busca soluciones innovadoras para mitigar su impacto ecológico.
Azospirillum brasilense: La clave enzimática para degradación de PET
El doctor Martínez Morales, académico del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiianas, explica que la clave de esta investigación reside en la bacteria Azospirillum brasilense. Aunque comúnmente conocida por promover el crecimiento vegetal, esta bacteria posee la capacidad natural de acumular polihidroxibutirato (PHB), un tipo de plástico biodegradable producido naturalmente por microorganismos, hasta en un 80 por ciento de su peso. Esta habilidad se debe a que la bacteria dispone de tres enzimas para producir PHB y una más para degradarlo de forma natural, rompiendo sus enlaces éster. El PHB, por su parte, se utiliza actualmente para fabricar plásticos biodegradables.
Del PHB a la degradación del PET: Un cambio genético dirigido
La investigación actual sobre la enzima depolimerasa surgió de un estudio previo donde se manipuló la alimentación de la bacteria para maximizar su capacidad. “Azospirillum generalmente se alimenta de nitrógeno y carbono,” detalló el doctor Martínez Morales. “Por lo tanto, se realizó un cambio en su alimentación para producir más PHB. Se aumentó la cantidad de carbono y disminuyó el nitrógeno en diferentes relaciones: 30:1, 60:1 y 90:1, respectivamente”. Posteriormente, mediante tecnología de ADN recombinante, se logró un cambio genético satisfactorio en la bacteria que resultó en una mayor producción de PHB.
De este estudio, una alumna de licenciatura planteó la hipótesis fundamental que impulsó la investigación actual: “Si el microorganismo es capaz de romper este enlace éster, ¿por qué no va a romper el enlace de PET, el cual igualmente se forma por monómeros y enlaces éster?”.
Metodología científica: Aislamiento y clonación del Gen phbZ
Para comprobar la hipótesis, el equipo de la BUAP procedió a aislar y clonar el gen phbZ, responsable de la síntesis de la enzima depolimerasa. El genoma de Azospirillum brasilense es de dominio público y se encuentra disponible en un banco de datos. Los investigadores obtuvieron la secuencia del gen phbZ y realizaron unos oligonucleótidos para identificar los fragmentos de inicio y final del gen. Posteriormente, el gen fue clonado en un vector o plásmido comercial y se introdujo en la bacteria E. coli. Esta manipulación permitió que la célula de E. coli produjera una mayor cantidad de la proteína enzimática deseada.
Resultados prometedores: Degradación rápida y estabilidad
Los primeros ensayos clínicos han arrojado resultados altamente alentadores. El equipo, responsable del Laboratorio de Fisiología Microbiana, utilizó tanto PET virgen como reciclado para determinar la cantidad de enzima necesaria. Se observó degradación del plástico en un lapso de 18 a 24 horas. Además, una exposición prolongada de dos meses demostró una mayor eliminación del plástico, lo que es un indicador clave de la estabilidad de la proteína a temperatura ambiente. Esta estabilidad es crucial, ya que “abarata los costos” del proceso, según el doctor Martínez Morales.
Un enfoque sostenible y controlable
A diferencia de los procesos de degradación del PET por luz y calor –que son a largo plazo y no dirigibles–, la propuesta del investigador del ICUAP es una forma más amigable con el medio ambiente y controlable. Esto significa que es posible determinar con precisión la cantidad de plástico y enzima a utilizar en cada proceso de degradación, optimizando así la eficiencia y minimizando el impacto.
Futuro sostenible: Cómo la biotecnología de la BUAP combatirá el plástico
El doctor Luis Javier Martínez Morales ya vislumbra los siguientes pasos de esta prometedora investigación. El equipo se enfocará en purificar la enzima a homogeneidad, estudiar su estabilidad a diferentes valores de pH y temperatura, y mejorar aún más su eficiencia. A futuro, el objetivo es escalar su producción e indagar las posibles formas de aplicación del método en el PET, por ejemplo, mediante aspersión. Este desarrollo representa un paso significativo hacia una solución más efectiva y sostenible para la crisis mundial del plástico.
