El
microbio vive en los vertederos de PET, uno de los materiales más usados
para embotellar bebidas,y ha evolucionado en solo 70 años
Fácil
de producir a partir de derivados del petróleo, cómodo de conformar por
soplado, transparente y asequible por un euro el kilo, el PET
(polietilén-tereftalato) es uno de los plásticos más utilizados para
embotellar toda clase de bebidas, y también por la industria textil: se
producen cada año 50 millones de toneladas en el mundo, más o menos el
16% del total de plásticos fabricados. Su reciclado es ineficaz, y su
biodegradación muy dificultosa, por lo que supone una excelente noticia
que los científicos hayan descubierto una bacteria capaz de utilizarlo
como alimento. Tras aislarla en un vertedero de PET, la han bautizado Ideonella sakaiensis: ha nacido una estrella del reciclado.
Que Ideonella sakaiensis estuviera en un vertedero, o planta
de reciclado, de PET puede parecer lógico, pero también plantea un
enigma evolutivo de sumo interés: el PET solo existe desde hace 70 años,
y ese es por tanto el plazo miserable que la bacteria ha tenido para
evolucionar y convertir ese plástico en su principal fuente de carbono.
Resolver este enigma no solo tendrá un interés teórico, sino también una
gran utilidad para diseñar enzimas que degraden otros plásticos de uso
común.
Tras aislarla en un vertedero de PET, la han bautizado Ideonella sakaiensis: ha nacido una estrella del reciclado
Kohei Oda, Kenji Miyamoto y sus colegas del Instituto de Tecnología
de Kyoto, la Universidad de Keio en Yokohama y otros centros japoneses,
que presentan su hallazgo en Science,
tomaron 250 muestras ambientales –sedimentos, suelos, aguas residuales—
de una planta de reciclado de botellas de PET, y las cribaron por la
capacidad de usar películas (films) de ese plástico como su
principal fuente de carbono, es decir, como su alimento básico. La
muestra 46 contenía un consorcio microbiano con esas características,
compuesto por bacterias, levaduras y protozoos. El análisis reveló
después que la clave era una sola bacteria del consorcio, y que ésta era
una nueva especie del género Ideonella, llamado así porque lo describió en 1994 el centro Ideon, asociado a la universidad sueca de Lund.
Los dos genes clave que le permiten a Ideonella sakaiensis
procesar y comerse el PET codifican (contienen la información para
fabricar) dos enzimas de las que no había noticia hasta ahora: primero,
la enzima PETasa sale de la bacteria y transforma el PET en un compuesto
intermediario llamado MHET (mono(2-hidroxietil) tereftalato), que puede
ser tragado por la bacteria; entonces la segunda enzima, la
MHET hidrolasa, rompe ese compuesto para dar los dos compuestos básicos
(monómeros) con los que se fabrica el PET en la industria: etilenglicol y
ácido tereftálico. Estos son los dos derivados del petróleo con los que
se sintetiza el PET, pero Ideonella sakaiensis los utiliza
como alimento, con lo que el plástico acaba por desaparecer por
completo. La única pega: el proceso lleva seis semanas.
¿De dónde han salido esas dos enzimas, o los dos genes que las codifican? Lo más parecido a la PETasa de Ideonella sakaiensis
que recogen las bases de datos genéticas es una enzima distinta, que
degrada unos compuestos diferentes, y que solo tiene un 51% de homología
(parecido) en su secuencia de bloques elementales (aminoácidos). Y algo
parecido, obviando los detalles, ocurre con la MHET hidrolasa, la
segunda enzima clave de Ideonella sakaiensis.
Resolver este enigma no solo tendrá un interés
teórico, sino también una gran utilidad para diseñar enzimas que
degraden otros plásticos de uso común
Las nuevas enzimas suelen evolucionar a partir de otras preexistentes
que tienen cierta laxitud en la elección de sustrato. Se dice que son
enzimas promiscuas, que sirven lo mismo para un roto que para un descosido. Las dos enzimas de Ideonella sakaiensis
tienen una notable especificidad por el PET, que solo ha tenido 70 años
para evolucionar, un tiempo muy corto para los estándares de la
evolución. O más bien para los de la biología evolutiva.
Y hay un detalle sorprendente más: que los dos genes en cuestión se
activan solo en presencia de PET. Esta “activación por sustrato” es un
mecanismo muy común en las viejas rutas metabólicas, las de toda la
vida. Parece evidente, sin embargo, que no tienen por qué ser el
resultado de millones de años de paciente evolución. Con un siglo les
sobra.
En el mejor de los casos, Ideonella sakaiensis nos permitirá
degradar nuestros plásticos. En el peor, cuando desaparezcamos del
planeta Tierra, no faltará quien se ocupe de limpiar nuestros residuos.
La vida siempre encuentra su camino.
Fuente: http://elpais.com/elpais/2016/03/10/ciencia/1457625716_263331.html
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