Bactérias marinhas devoram plástico difícil de biodegradar

Por Loukia Papadopoulos – Interesting Engineering – 16 de outubro de 2023 – A nova bactéria foi geneticamente modificada para ser mais eficiente na degradação do plástico. – Imagem representativa da poluição plástica oceânica.

A poluição plástica causada por materiais difíceis de biodegradar é um grande problema ambiental global.

Felizmente, está bem documentado que certas bactérias marinhas podem desempenhar um papel na degradação de materiais plásticos.

Estas bactérias que comem plástico desenvolveram a capacidade de decompor vários tipos de plásticos que são comumente encontrados em itens descartáveis ​​e embalagens que os consumidores muitas vezes descartam.

Um novo tipo de bactéria que biodegrada o plástico

Pesquisadores da Universidade de Hokkaido, trabalhando com colegas do Mitsubishi Chemical Group no Japão, descobriram agora um novo tipo de bactéria que pode devorar um tipo de plástico comumente usado devido ao fato de ser considerado ecologicamente correto, pois é biodegradável. em terra.

Na água, no entanto, este material continua a existir durante muito tempo, permitindo-lhe poluir os nossos preciosos oceanos e outros cursos de água.

É chamado de polibutileno succinato de polímero (PBS) e é comumente encontrado em filmes de cobertura morta, sacos compostáveis ​​e embalagens de alimentação.

“A poluição plástica nos oceanos é um problema global e precisamos de enfrentá-la, adquirindo uma nova compreensão do comportamento do plástico nesse ambiente e novas tecnologias para lidar com a poluição”, afirma Tomoo Sawabe, líder da equipa de investigação da Faculdade da Universidade de Hokkaido de Ciências Pesqueiras.

Os pesquisadores conseguiram identificar a enzima responsável pela degradação do PBS em uma cepa específica de bactéria e a apelidaram de PBSase.

Eles então deram um passo adiante, inserindo essa enzima na bactéria marinha comum Escherichia coli para torná-la mais adepta à biodegradação de materiais.

“Elucidar o mecanismo de degradação da água do mar em nível molecular pode levar ao desenvolvimento de novos polímeros marinhos biodegradáveis”, disse Yasuhito Yamamoto, colaborador de Sawabe na Mitsubishi Chemical Corporation do Mitsubishi Chemical Group.

“Esta enzima pode ser usada como acelerador de decomposição ou catalisador para reciclagem química de resíduos plásticos coletados.”

Limpando a poluição plástica na terra e na água

Os investigadores estão agora explorando o potencial destas bactérias que se alimentão de plástico para aplicações de biorremediação, onde podem ser usadas para limpar a poluição plástica no ambiente.

Embora esses microrganismos que decompõem o plástico sejam promissores, os obstáculos ainda precisam ser resolvidos.

As bactérias naturais degradam o plástico a um ritmo bastante lento, o que pode não ser rápido o suficiente para acompanhar a taxa de poluição diária dos plásticos.

Além disso, deve ser tido em conta o impacto ambiental das consequências da degradação dos plásticos, como os microplásticos e outros compostos químicos.

Durante o processo de degradação, as bactérias liberam dióxido de carbono como subproduto, o que pode resultar em mais poluição terrestre.

Os esforços da biotecnologia para gerir melhor os resíduos plásticos são louváveis ​​e promissores, mas o melhor método para combater a poluição plástica ainda é usar menos plástico, reciclá-lo e gerir adequadamente o lixo plástico para mantê-lo fora dos oceanos.

O estudo foi publicado na revista Environmental Microbiology.

Resumo do estudo:

O succinato de polibutileno (PBS) é um plástico verde ecológico.

No entanto, o PBS demonstrou ser não biodegradável em ambientes marinhos e, até agora, apenas um número limitado de micróbios marinhos que degradam o PBS foi descoberto.

Primeiro montamos plastisferas in vitro de PBS e PBSA (adipato de polibutileno succinato) para caracterizar novos micróbios marinhos que degradam PBS.

O crescimento microbiano e o consumo de oxigênio foram observados em plastisferas PBS e PBSA enriquecidas com água do mar natural coletada de Usujiri, Hokkaido, Japão, e Vibrionaceae e Pseudoalteromonadaceae foram significativamente enriquecidas nesses filmes.

A identificação adicional de genes indicou que os vibrios pertencentes ao clado Gazogenes possuem genes relacionados a uma enzima degradante de PBS (PBSase).

O ensaio de degradação de PBS para seis vibrios do clado Gazogenes identificou Vibrio ruber, Vibrio rhizosphaerae e Vibrio spartinae como sendo capazes de degradar PBS.

Identificamos ainda o gene responsável pela PBSase da cepa tipo de V. ruber, e descobriu-se que o vibrio PBSase recombinante purificado tinha adaptação a baixas temperaturas e era ativo sob altas concentrações de NaCl.

Também fornecemos modelos de acoplamento entre as unidades vibrio PBSase e PBS e PBSA para mostrar como o vibrio PBSase interage com cada substrato em comparação com o Acidovorax PBSase.

Estes resultados poderiam contribuir para uma sociedade mais sustentável através de uma maior utilização de PBS em ambientes marinhos e da reciclagem de plásticos.

Veja a matéria original em inglês aqui