As bactérias do gênero Ideonella podem auxiliar o meio ambiente e a indústria plástica no processo de reciclagem de resíduos plásticos que, por muitas vezes, são destinados à incineração ou ao aterros sanitários.
Bactérias que se alimentam de plástico podem ajudar a combater alguns dos 14 milhões de toneladas de plástico que são descarregados em nossos oceanos todos os anos. A poluição plástica causa um impacto grave nos ecossistemas marinhos e pode afetar também a saúde humana.
Os microplásticos também são ingeridos por muitas espécies marinhas que são predadas por outras espécies e que capturamos como alimento. Uma vez ingeridos, os microplásticos podem lixiviar os contaminantes tóxicos que se acumularam em sua superfície para o corpo do organismo que os consumiu, de acordo com a IUCN.
Essas toxinas podem se acumular e se transferir pela cadeia alimentar, da vida marinha para os seres humanos, sempre que comemos algo que foi retirado do mar. Em terra, a grande parte do plástico acaba sendo acumulada em aterros sanitários ou queimada em incineradores, que liberam fumaça tóxica. Isto vem sendo modificado ao longo dos anos através de diversas iniciativas, boa parte advindas da própria indústria de plásticos.
Em 2016, cientistas japoneses fizeram uma descoberta notável que poderia contribuir para resolver tais questões, de acordo com a revista Science. Estes cientistas coletaram garrafas plásticas do lado de fora de uma instalação de reciclagem e descobriram que uma espécie de bactéria estava “comendo” as garrafas. Normalmente, as bactérias passam seu tempo absorvendo matéria orgânica morta, mas a Ideonella sakaiensis desenvolveu um gosto por um determinado tipo de plástico chamado tereftalato de polietileno (PET).
Após analisar a bactéria, os cientistas descobriram que ela produzia duas enzimas digestivas chamadas PET hidrolisante ou PETase. Quando essas enzimas interagem com o plástico PET, elas quebram as longas cadeias moleculares em cadeias mais curtas (monômeros) chamadas ácido tereftálico e etilenoglicol. Esses monômeros são então decompostos para liberar energia para o crescimento das bactérias.
Após a descoberta das bactérias que comem plástico, muitos cientistas genéticos fizeram experimentos com a Ideonella sakaiensis para melhorar sua eficiência. Um desses empreendimentos de pesquisa foi a engenharia genética de bactérias mais eficientes na produção de enzimas, como a E.coli, e transformá-las em fábricas de PETase.
Embora a descoberta ofereça esperança na luta contra o acúmulo de plástico, os cientistas alertam que ainda estamos a anos de distância de um uso comercial generalizado. Da mesma forma, a PETase decompõe apenas o plástico PET.
A Engenharia Genética ao Seu Favor
Pesquisadores da Universidade de Portsmouth reformularam a PETase para criar um “coquetel” de enzimas que, segundo eles, pode digerir plástico até seis vezes mais rápido do que o normal. Os cientistas combinaram a PETase com outra enzima que se alimenta de plástico, chamada MHETase, para formar uma superenzima, de acordo com a revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
A enzima PETase-MHETase combinada foi criada com um síncrotron, um tipo de acelerador de partículas que usa raios X 10 bilhões de vezes mais brilhantes que o sol, de acordo com a Universidade de Portsmouth. Isso permitiu que os pesquisadores vissem os átomos individuais de cada enzima e desenhassem seus projetos moleculares.
Em seguida, os cientistas costuraram seu DNA para formar uma superenzima. Essa enzima também pode quebrar o furanoato de polietileno (PEF), um bioplástico à base de açúcar.
A Surpreendente Transformação do Plástico
Pesquisadores da Universidade de Edimburgo têm usado a bactéria E. coli para converter plástico em vanilina, o principal componente do extrato de fava de baunilha. Considerando que a demanda global por vanilina excedeu 40.000 toneladas (37.000 toneladas métricas) em 2018 e que 85% é feita de produtos químicos retirados de combustíveis fósseis, o uso de plástico pode ser uma situação alternativa ecologicamente correta.
Depois de degradar o plástico PET em seus monômeros básicos, os pesquisadores levaram o processo um passo adiante e converteram um desses monômeros, o ácido tereftálico, em vanilina por meio de uma série de reações químicas. Acredita-se que a vanilina resultante seja adequada para o consumo humano, embora sejam necessárias mais investigações.
Adaptado de: Live Science | Scott Dutfield