Comedores de nailon - Ayudantes microscópicos reciclan residuos plásticos
Una bacteria "come" los componentes individuales de distintos tipos de nailon y los convierte en productos de valor añadido
Un equipo de científicos del Instituto de Biociencias y Geociencias - Biotecnología del Forschungszentrum Jülich ha colaborado con la empresa Novonesis para desarrollar una bacteria que "devora" los componentes individuales de distintos tipos de nailon y los convierte en productos de valor añadido. Los resultados de esta investigación ayudarán a mejorar el reciclaje del nailon. El estudio acaba de publicarse en la revista Nature Microbiology.
Las poliamidas sintéticas, más conocidas como nailon, tienen una larga durabilidad y una gran resistencia a la tracción. Se utilizan en diversas industrias y una gran variedad de productos, como mallas, ropa interior y deportiva, así como paracaídas, redes, sedales y componentes de la industria automovilística. A pesar de la amplia gama de aplicaciones y usos posibles, la tasa de reciclado de las poliamidas es actualmente inferior al cinco por ciento. La mayoría de los residuos de nailon se depositan en vertederos debido a la falta de procesos de reciclaje adecuados, se desechan en el medio ambiente como redes o cuerdas de pesca, o se incineran, lo que puede liberar sustancias tóxicas.
Los métodos de reciclado convencionales suelen ser inadecuados. El reciclado mecánico tradicional, en el que el nailon se funde y se transforma en fibras o productos de plástico, sólo se realiza actualmente a muy pequeña escala porque requiere residuos de nailon muy puros. Por otra parte, el reciclado químico puede descomponer el material de nailon en sus componentes básicos, para volver a ensamblarlo en un nuevo plástico, pero el material a menudo no se descompone por completo. Lo que queda es una mezcla de moléculas individuales y cadenas moleculares cortas, conocidas como oligómeros. En comparación con los polímeros puros, esta mezcla es difícil de procesar. Y aquí es donde entra en juego la innovación del equipo de investigación de Jülich.
Novedosa solución: las bacterias utilizan los residuos de nailon como fuente de alimento
El equipo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Nick Wierckx del Instituto de Bio- y Geociencias - Biotecnología del Forschungszentrum Jülich ha mejorado genéticamente la versátil pero inofensiva bacteria del suelo Pseudomonas putida, permitiéndole metabolizar esta mezcla de bloques de construcción de nylon y convertirla en productos de valor añadido como los biopoliesteres. La clave de este avance fue una combinación de ingeniería genética y evolución en laboratorio, que permite enseñar a las bacterias nuevas habilidades de forma eficaz.
"Algunas bacterias desarrollan la capacidad de reciclar bloques de construcción de nailon de forma más eficiente tras mutaciones aleatorias en su genoma. Estas células tienen una ventaja de crecimiento sobre las demás y pueden multiplicarse más rápido. Tras unas cuantas generaciones en el laboratorio, donde los bloques de nylon eran la única fuente de nutrición, el cultivo bacteriano acaba estando formado únicamente por estas células especializadas", explica Nick Wierckx.
Analizando detalladamente los genomas, los investigadores identificaron las mutaciones responsables y las introdujeron en células de Pseudomonas putida. Además, se introdujeron genes de enzimas especiales, conocidas como nilonasas, para que las bacterias pudieran utilizar cadenas cortas de nailon procedentes de la descomposición química del nailon como fuente adicional de alimento. El potencial de estas enzimas ya se había explorado en un estudio anterior en colaboración con Novonesis.
Los resultados forman parte del proyecto europeo Glaukos, finalizado recientemente. Glaukos pretendía hacer más sostenible el ciclo de vida de la ropa y los aparejos de pesca, así como sus recubrimientos, mediante la creación de nuevos procesos y fibras textiles de base biológica, reduciendo al mismo tiempo de forma significativa tanto la huella de carbono como la contaminación por plásticos.
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