Descubren bacterias que comen plástico en los océanos del mundo

Investigadores de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) realizaron un descubrimiento significativo en la lucha contra la contaminación por plásticos. Encontraron bacterias en el fondo del océano que poseen enzimas especializadas capaces de digerir el plástico PET, un material comúnmente utilizado en botellas y prendas de vestir.

Este estudio global a gran escala reveló que estas bacterias marinas son ampliamente distribuidas y están genéticamente preparadas para consumir polietileno tereftalato (PET). La capacidad de estas bacterias se debe a una característica estructural distintiva en una enzima degradadora de plástico llamada PETase. Esta característica, conocida como el motivo M5, actúa como una firma molecular que indica cuándo una enzima puede descomponer efectivamente el PET.

El co-líder del estudio, Carlos Duarte, un ecólogo marino, explicó: "El motivo M5 actúa como una huella digital que nos indica cuándo una PETase es funcional y capaz de descomponer el plástico PET". Esta revelación ayuda a entender cómo estas enzimas evolucionaron a partir de otras enzimas degradadoras de hidrocarburos. En el océano, donde el carbono es escaso, los microbios parecen haber afinado estas enzimas para aprovechar esta nueva fuente de carbono creada por el ser humano: el plástico.

Durante décadas, se pensó que el PET era casi imposible de degradar de forma natural. Sin embargo, en 2016, se descubrió una bacteria en una planta de reciclaje en Japón que sobrevivía consumiendo desechos plásticos, desarrollando una enzima PETase capaz de descomponer polímeros plásticos en sus bloques de construcción. Aún no estaba claro si los microbios oceánicos habían desarrollado enzimas similares de manera independiente.

Utilizando una combinación de modelado de inteligencia artificial, análisis genéticos y pruebas de laboratorio, el equipo de Duarte confirmó que el motivo M5 distingue las verdaderas enzimas degradadoras de PET de las inactivas. En experimentos, las bacterias marinas que portaban el motivo M5 completo descompusieron eficientemente muestras de PET. Los mapas de actividad genética mostraron que los genes M5-PETase están altamente activos en los océanos, especialmente en áreas con alta contaminación por plásticos.

Para comprender la extensión de estas enzimas, los investigadores examinaron más de 400 muestras de océano recolectadas de todo el mundo. Las PETases funcionales que contenían el motivo M5 aparecieron en casi el 80% de las aguas analizadas, desde giros superficiales llenos de desechos flotantes hasta profundidades con escasos nutrientes a casi dos kilómetros de profundidad.

En el fondo del mar, esta capacidad puede otorgar a los microbios una ventaja crucial para la supervivencia. La habilidad de alimentarse de carbono sintético puede ser determinante, según Intikhab Alam, un investigador senior en bioinformática y co-líder del estudio. Este descubrimiento resalta una creciente respuesta evolutiva: los microorganismos se están adaptando a la contaminación humana a escala planetaria.

A pesar de que esta adaptación demuestra la resiliencia de la naturaleza, Duarte advirtió sobre el optimismo. "Para cuando los plásticos llegan al fondo del mar, los riesgos para la vida marina y los consumidores humanos ya se han infligido", advirtió. El proceso de descomposición microbiana es demasiado lento para compensar el enorme flujo de desechos plásticos que ingresan a los océanos cada año.

Sin embargo, los hallazgos podrían acelerar el progreso hacia un reciclaje sostenible en tierra. "La variedad de enzimas degradadoras de PET que evolucionaron espontáneamente en el fondo del mar proporciona modelos que pueden ser optimizados en el laboratorio para su uso en la degradación eficiente de plásticos en plantas de tratamiento y, eventualmente, en el hogar", afirmó Duarte.

La identificación del motivo M5 ofrece una hoja de ruta para la ingeniería de enzimas más rápidas y efectivas. Revela las características estructurales que funcionan en condiciones ambientales reales y no solo en tubos de ensayo. Si los científicos pueden replicar y mejorar estos mecanismos naturales, la lucha de la humanidad contra la contaminación por plásticos podría encontrar nuevos aliados en uno de los lugares más inesperados del planeta: el océano profundo.

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