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La larva de una polilla de la cera. (Sam Droege/Wikimedia commons/PD)
La contaminación por plásticos supone una amenaza para la salud y el medio ambiente del planeta, y la biodegradación por parte de microorganismos como bacterias y hongos se propone como una posible solución para atajar el problema de los residuos plásticos. Sin embargo, hasta la fecha, sólo se conoce un puñado de microorganismos capaces de descomponer los duros polímeros de plástico que forman el polietileno. En la mayoría de los casos, se necesita un pretratamiento agresivo para garantizar la oxidación y permitir así que los microorganismos ejerzan algún efecto sobre el plástico.
Un equipo de investigadores de España acaba de descubrir que la saliva de la especie de gusano de la cera Galleria mellonella contiene enzimas capaces de degradar los plásticos en horas a temperatura ambiente. El descubrimiento de estas enzimas, que pertenecen a la familia de las fenoloxidasas y pueden desencadenar rápidamente el polietileno, abre un abanico de aplicaciones para el tratamiento o el reciclaje de los residuos plásticos.
El gusano de la polilla de la cera es capaz de degradar los enlaces químicos del polietileno, un polímero ampliamente producido sintético y plástico utilizado en envases, bolsas y otros materiales cotidianos. Federica Bertocchini, investigadora de biología y apicultora en España, descubrió la capacidad de este insecto por casualidad hace varios años.
"Para que el plástico se degrade, el oxígeno debe penetrar en el polímero (la molécula de plástico). Este es el primer paso de la oxidación, que suele ser resultado de la exposición a la luz solar o a las altas temperaturas, y representa un cuello de botella que ralentiza la degradación de plásticos como el polietileno, uno de los polímeros más resistentes", explica Bertocchini. "Por eso, en condiciones ambientales normales, el plástico tarda meses o incluso años en degradarse", añade.
Credit: César Hernández Regal
Según la investigadora, las enzimas devoradoras de plástico que han descubierto son las primeras y únicas conocidas capaces de degradar el plástico de polietileno oxidando y descomponiendo el polímero muy rápidamente (tras unas pocas horas de exposición) sin necesidad de tratamiento previo y trabajando a temperatura ambiente.
Los investigadores analizaron la saliva mediante microscopía electrónica y observaron un alto contenido en proteínas del que se aislaron e identificaron dos enzimas. Estas dos proteínas, Demetra y Ceres, pertenecen a la familia de las enzimas fenoloxidasas. Descubrieron que la enzima Demetra tenía un efecto significativo sobre el polietileno, dejando marcas (pequeños cráteres) en la superficie del plástico visibles a simple vista.
Además, se forman productos de degradación tras la exposición del polietileno a esta enzima. La enzima Ceres también oxida el polímero, pero no deja marcas visibles, lo que sugiere que las dos enzimas tienen un efecto diferente sobre el polietileno.
Todavía se desconocen los mecanismos por los que estas enzimas son capaces de degradar el plástico y se requiere más investigación que combine la biología de los insectos con la biotecnología.
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