Isolation and Characterization of PET-Degrading Bacteria from Plastic Waste- Contaminated Soil in Western India

El problema del plástico y los diminutos héroes

Imagina la Tierra como una ciudad gigante y bulliciosa donde todo está hecho de bloques de construcción duraderos e indestructibles. Durante décadas, hemos estado usando un tipo especial de bloque llamado plástico, específicamente uno conocido como PET (lo que hay en las botellas de agua y envases de refrescos). El problema es que estos bloques son tan resistentes que el equipo de limpieza habitual de la naturaleza —las bacterias y los hongos— no sabe cómo comerlos. Simplemente se quedan ahí, acumulándose en vertederos y océanos durante cientos de años, porque no se pudren como el corazón de una manzana o una hoja caída.

Los científicos han estado buscando a un "súper-comelón", un organismo microscópico que haya aprendido a descifrar cómo descomponer estos duros bloques de plástico en migajas diminutas e inofensivas. Este campo de estudio se llama biorremediación, que es solo una forma elegante de decir "usar la naturaleza para limpiar nuestro desastre". La gran pregunta es: ¿Podemos encontrar una bacteria que trate al plástico como un refrigerio en lugar de como un muro? Si podemos encontrar una, podríamos convertir nuestras montañas de plástico en ingredientes naturales simples nuevamente, en lugar de quemarlos o enterrarlos para siempre.

La búsqueda de los comedores de plástico

En este estudio, un equipo de investigadores de Infinita Biotech en el oeste de la India decidió emprender una búsqueda del tesoro. Sabían que si dejas una pila de basura en un lugar durante mucho tiempo, la naturaleza eventualmente intenta adaptarse a ella. Así que fueron a un antiguo vertedero en Vadodara, Gujarat, donde los desechos plásticos habían estado allí durante años. Cavaron en el suelo, buscando a los héroes diminutos e invisibles que podrían haber aprendido a darse un festín con el plástico.

La gran excavación y la prueba de la "zona clara"
El equipo recolectó muestras de suelo de 1 a 3 metros de profundidad. De vuelta en el laboratorio, jugaron al juego de "encontrar al comedor". Tomaron el suelo, lo mezclaron con agua y lo extendieron sobre placas especiales de gelatina (agar) que tenían pequeños trozos de plástico PET mezclados. El único alimento en estas placas era el propio plástico. Si una bacteria aterrizaba allí y sabía cómo comer el plástico, comenzaría a crecer y a secretar enzimas (tijeras moleculares diminutas) para cortar el plástico. A medida que el plástico se disolvía, aparecía un anillo claro y transparente alrededor de la colonia bacteriana, como un foso de agua despejada alrededor de un castillo.

¡Encontraron 25 bacterias diferentes que podían hacer esto! Algunas eran rápidas, despejando una zona en solo 24 horas, mientras que otras tardaban un poco más. Agruparon estas 25 bacterias en cuatro equipos basándose en qué tan rápido creaban estos anillos claros y si eran Gram-positivas o Gram-negativas (una forma básica en que los científicos distinguen a las bacterias, algo así como clasificarlas por su "armadura" de pared celular).

El desafío de la sal: ¿Pueden nadar en el océano?
Aquí es donde se pone realmente genial. Los investigadores querían saber si estas bacterias podían sobrevivir en entornos salinos, como el océano, que está lleno de agua salada. Probaron las bacterias en placas con 3% y 5% de sal. La mayoría de las veces, la sal alta mata a las bacterias o detiene su funcionamiento. Pero, ¿adivinen qué? ¡Muchas de estas comedoras de plástico no solo sobrevivieron, sino que prosperaron! De hecho, algunas de ellas hicieron anillos claros incluso más grandes en el agua salada que en el agua normal. Esto sugiere que podrían ser las candidatas perfectas para limpiar la contaminación por plástico en el océano, no solo en la tierra.

¿Quiénes son estos súper-comedores?
El equipo llevó luego a sus 9 mejores actuantes a un laboratorio de alta tecnología para secuenciar su ADN. Querían saber exactamente con quién estaban tratando. Los resultados mostraron que la mayoría de estas bacterias pertenecían a dos familias principales: Pseudomonas y Stutzerimonas. Específicamente, encontraron especies como Pseudomonas yangonesis y Stutzerimonas stutzeri. Estas no son especies nuevas descubiertas por primera vez, pero encontrar que funcionan tan bien con el plástico en este contexto específico es el descubrimiento clave.

Probando que el plástico realmente desapareció
Solo porque las bacterias hagan un anillo claro no significa que realmente hayan comido el plástico; tal vez solo lo movieron de lugar. Para probar que realmente lo estaban descomponiendo, los investigadores utilizaron una técnica llamada Cromatografía de Capa Fina (TLC). Piensa en esto como la prueba de huellas dactilares de un detective. Tomaron el líquido de la tanque de las bacterias y lo pasaron a través de un filtro especial. Encontraron huellas químicas de "ácido tereftálico" (TPA) y "bis(2-hidroxietil) tereftalato" (BHET). Estas son las piezas específicas en las que se descompone el plástico PET cuando está siendo comido. Encontrar estas piezas confirmó que las bacterias, de hecho, estaban picando el plástico en sus bloques de construcción.

El "Súper-Grupo" y el futuro
Los investigadores también intentaron mezclar todas las bacterias juntas en un gran "consorcio" (un esfuerzo de equipo). Aunque algunas bacterias individuales eran excelentes creando anillos claros, los grupos mixtos no siempre descomponían el plástico de manera tan eficiente en las pruebas de líquido. Esto sugiere que cuando las bacterias trabajan juntas, a veces se estorban entre sí o compiten por recursos, haciendo que el trabajo sea más difícil que cuando un solo trabajador fuerte lo hace solo.

También lograron concentrar las "tijeras moleculares" (enzimas) que las bacterias liberaron en el agua utilizando un filtro especial. Vieron que el líquido se volvió rico en proteínas, confirmando que las bacterias estaban, de hecho, secretando las herramientas necesarias para cortar el plástico.

Lo que esto significa (y lo que no)
Este artículo sugiere que hemos encontrado un grupo prometedor de bacterias nativas en la India que pueden comer plástico, incluso en condiciones salinas. Demuestra que estas bacterias pueden convertir el PET en sustancias químicas más simples como el TPA. Sin embargo, el estudio también señala que no pudieron medir perfectamente cuánto peso exacto se perdió en el plástico (los números fueron muy pequeños, entre 0.1% y 0.7%), y no identificaron completamente los nombres específicos de cada una de las enzimas que realizan el corte.

Así que, aunque esto no es una varita mágica que limpiará instantáneamente todo el plástico del mundo, es una pista muy fuerte. Nos muestra que la naturaleza ya ha comenzado el trabajo de adaptación, y al encontrar y comprender estas bacterias específicas, podríamos construir mejores formas naturales de limpiar nuestros desechos plásticos en el futuro. Los investigadores planean ahora estudiar estas bacterias más de cerca para ver cómo podemos usarlas para enfrentar el problema del plástico de frente.