Científics de la Universitat de Rice han dissenyat microorganismes de bioenginyeries amb una potent capacitat adhesiva inspirada en els musclos, un descobriment que té el potencial de revolucionar la neteja ambiental. Combinant aquesta capacitat d’adhesió amb uns enzims que descomponen plàstics, aquesta investigació ofereix una eina prometedora per combatre la contaminació plàstica. Publicada a Small Methods, la recerca també podria ser útil per mitigar la bioincrustació, un problema que afecta sectors com el transport marítim i la medicina.
Als Estats Units, cada any es generen al voltant de 40 milions de tones de residus plàstics, dels quals el tereftalat de polietilè (PET), un plàstic comú en envasos, representa un 64%. Aquest material és conegut per la seva resistència a la descomposició, que pot trigar segles. L’equip de Rice ha creat bacteris adhesius que, en combinació amb enzims que degraden el PET, podrien accelerar significativament la descomposició d’aquest plàstic.
Han Xiao, líder de l’estudi i director del Centre Synthesis X de Rice, ha afirmat: “El nostre treball proporciona una solució innovadora per fer front a la creixent contaminació plàstica del món”. Mitjançant la tecnologia d’expansió del codi genètic, els investigadors van incorporar l’aminoàcid 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA), que confereix les propietats adhesives als musclos, a les cèl·lules bacterianes. Aquesta modificació augmenta la seva capacitat d’unir-se a superfícies de PET en un factor de 400. En unir aquests bacteris amb l’enzim hidrolasa de PET, van aconseguir degradar el plàstic de manera significativa en una sola nit.
Aquesta nova aproximació ofereix una solució innovadora per al reciclatge de plàstics, facilitant un procés més ràpid i eficient per reduir els residus plàstics i el seu impacte ambiental.
Solució a la bioincrustació
A més de la seva aplicació en la descomposició de plàstics, aquesta investigació pot ser útil en la lluita contra la bioincrustació, un fenomen que implica l’acumulació de microorganismes en superfícies submergides, com els cascos dels vaixells i les canonades submarines, causant danys importants. Les proteïnes modificades amb DOPA han demostrat una gran capacitat d’adhesió a superfícies orgàniques i metàl·liques, creant una barrera protectora contra l’acumulació d’organismes.
A més, la recerca té implicacions en el camp de la salut, com ara la prevenció del creixement bacterià en dispositius mèdics, millorant així la seva seguretat i eficàcia. “Això obrirà noves vies per al desenvolupament de materials intel·ligents en diverses aplicacions biomèdiques, com ara dispositius mèdics implantables i sistemes d’alliberament de fàrmacs”, ha comentat Mengxi Zhang, primera autora de l’estudi.
Aquest projecte ha estat finançat per diverses organitzacions, inclòs l’Institut Nacional de Salut i el Departament de Defensa dels Estats Units.