Uno de cada cuatro organismos en microbiomas observados lleva una secuencia de proteínas que degradan el plástico
Las enzimas microbianas en todo el mundo están evolucionando para degradar el plástico, según un nuevo estudio. Los científicos examinaron cientos de muestras tomadas de océanos y suelos y encontraron miles de enzimas capaces de degradar diferentes tipos de plástico. Los investigadores detrás del reciente trabajo dicen que los microbios probablemente han evolucionado en respuesta a la contaminación plástica.
La producción de plástico se ha disparado en las últimas décadas, pasando de 2 millones de toneladas en 1950 a 368 millones de toneladas en 2019. Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia encontraron que la cantidad y el tipo de enzimas coincidían con la cantidad y el tipo de contaminación plástica en diferentes lugares. El estudio es el primero a gran escala del potencial de degradación del plástico de las bacterias.
"Actualmente, se sabe muy poco acerca de estas enzimas que degradan el plástico, y no esperábamos encontrar una cantidad tan grande de ellas en tantos microbios y hábitats ambientales diferentes", dijo en un comunicado de prensa el coautor del estudio, Jan Zrimec, que era biólogo en la Universidad de Chalmers en el momento de la investigación. "Este es un descubrimiento sorprendente que realmente ilustra la magnitud del problema".
En su estudio, el equipo revisó primero bases de datos de muestras de ADN ambiental de suelos y océanos de todo el mundo. Usando modelos por computadora, luego buscaron secuencias de proteínas que probablemente descompondrían el plástico en base a enzimas que ya se sabe que tienen capacidades de degradación del plástico.
Los autores dicen que uno de cada cuatro organismos en los microbiomas que estudiaron lleva una secuencia de proteína que degrada el plástico, que el equipo describe como un homólogo de enzima, lo que significa que se comporta como una enzima, pero técnicamente puede no ser una, según Isaac Schultz de Gizmodo.
Imagen: Enzimas que degradan el plástico en todo el microbioma global. Se muestran 11.906 impactos de enzimas en el océano y 18.119 en los conjuntos de datos del suelo, obtenidos mediante la construcción de HMM de enzimas degradantes de plástico conocidas y su consulta en conjuntos de datos de secuenciación metagenómica. Se observó el potencial de degradar hasta 10 y 9 tipos de plástico diferentes en las respectivas fracciones de océano y suelo.
Al final, los científicos encontraron más de 30.000 "homólogos" de enzimas capaces de degradar 10 tipos diferentes de plástico. Alrededor de 12.000 de esas enzimas se encontraron en muestras del océano, recolectadas en varios lugares y profundidades, informa Brooke Migdon para Hill. El equipo encontró concentraciones más altas de enzimas que degradan el plástico en áreas más profundas del océano donde había más contaminación plástica.
"Encontramos múltiples líneas de evidencia que respaldan el hecho de que el potencial de degradación del plástico del microbioma global se correlaciona fuertemente con las mediciones de la contaminación plástica ambiental", dijo en el comunicado Aleksej Zelezniak, coautor del estudio y biólogo de la Universidad de Chalmers. El trabajo es una "demostración significativa de cómo está respondiendo el medio ambiente a las presiones que le estamos ejerciendo".
Casi el 60 por ciento de las nuevas enzimas que encontró el equipo no encajaban en ninguna clase de enzimas conocida, lo que llevó a los autores a concluir que el área necesita investigación adicional. Debido a que muchos plásticos son difíciles de reciclar y terminan contaminando los ecosistemas, las enzimas podrían potencialmente usarse rápidamente para degradar los plásticos. Al descomponer el plástico en sus bloques de construcción, las industrias podrían reducir la necesidad de fabricar nuevos plásticos, ya que se podrían fabricar nuevos productos a partir de los viejos.
Las enzimas microbianas podrían ayudar a reducir el impacto de la contaminación plástica en el medio ambiente, pero no resolverán el problema por sí solas. Con alrededor de 14 millones de toneladas de plástico que ingresan cada año a los océanos, los científicos enfatizan que también debemos reducir la demanda y la producción de plástico.
El estudio se ha publicado en la revista Microbial Ecology: Plastic-Degrading Potential across the Global Microbiome Correlates with Recent Pollution Trends
