Ideonella Sakaiensis

Introducción:

El mundo de los microorganismos es extremadamente amplio. Por ello, entre todas esas especies, podemos encontrar seres capaces de extraer alimento de las formas menos esperadas. Un claro ejemplo de ello es la bacteria conocida como Ideonella sakaiensis. No solo se trata de un organismo muy particular, sino que también nos ayuda a librarnos de una muy pequeña parte de los residuos que generamos. Esto se debe a su capacidad para alimentarse del polietileno (concretamente de su carbono), uno de los plásticos más utilizados del mundo, que descompone para obtener energía.

Sobre esta bacteria:

Como ya mencionamos, Ideonella Sakaiensis pertenece al reino de los procariotas al tratarse de una bacteria. Concretando un poco más, corresponde al filo de las proteobacterias, que se caracterizan por ser Gram negativas, y por presentar una enorme diversidad de formas. Dentro de este filo, pertenece al grupo de las proteobacterias beta. Este grupo está formado por varias especies que pueden ser muy beneficiosas para el medioambiente, como aquellas que se utilizan para eliminar el nitrato de aguas residuales, u otras que mantienen el valor el pH del suelo. Por lo tanto, la Ideonella Sakaiensis no es la única que puede ayudarnos a largo plazo. Su orden es el de Burkholderiales, que posee cuatro familias, siendo Comamonadaceae la que alberga a la bacteria de nuestro interés.

Representación gráfica de Ideonella Sakaiensis

Se trata de una especie quimiolitotrófica. Esto quiere decir que se alimenta del sustrato de un compuesto inorgánico para llevar a cabo la respiración. Por ello, son fáciles de encontrar en lugares de alta contaminación, en los que puedan acceder fácilmente a esa materia inorgánica, en este caso el polietileno. Por lo que se sabe, no tiene otros requerimientos ambientales concretos para sobrevivir, ni se han determinado lugares específicos en los que se pueda encontrar. El mecanismo de degradación del PET que sigue la Ideonella es simple: una vez que una colonia de estas bacterias crece sobre el plástico, comienzan a liberar unas enzimas (la PETasa como la más relevante) que son capaces de hidrolizar el polietileno y reducirlo a sus componentes más básicos, de los que se alimentan. El funcionamiento será mejor explicado más adelante.

Dado que el tipo de plástico del que se alimenta fue creado, aproximadamente, hace 70, podemos deducir que esta bacteria posee una gran capacidad de adaptación, ya que le bastaron solamente unas décadas para desarrollar la capacidad de obtener energía del PET. Esta es la característica de la Ideonella que más desconcierta a la comunidad científica, y que las especies suelen requerir períodos de tiempo mucho más largos para adaptarse a cualquier cambio en el medio.

¿Cómo fue descubierta?

El hallazgo de esta bacteria tiene lugar en el reciente 2016, por Shosuke Yoshida en Kioto, con la ayuda de varios investigadores japoneses, al estudiar las bacterias que se encontraban en varias muestras de plástico. Los científicos se percataron de la descomposición que presentaban los plásticos, obra de las enzimas que posee la Ideonella, de las que no sabíamos nada hasta ahora. Se trata de la enzima PETasa, que transforma el plástico en un nuevo compuesto intermedio denominado MHET. Más tarde, el MHET parte el plástico en los dos compuestos primarios que lo forman: etilenglicol y ácido tereftálico. Finalmente, la bacteria se alimenta de estos dos componentes. Lo que resulta más confuso es la rapidez con la que han aparecido los genes capaces de codificar estas enzimas. Es poco probable que hayan evolucionado a partir de otras enzimas que presenten cierta libertad a la hora de adherirse a un sustrato, debido a que la PETasa muestra una gran especificidad por el plástico.

¿Cuál es su interés?

 Hoy en día, la situación del planeta con respecto a la contaminación por residuos no es muy esperanzadora. No es difícil encontrar escenas en las que veamos grandes montones de basura inorgánica inundando las calles de los países más desfavorecidos. También son dignas de mencionar, por supuesto, las enormes islas de plástico que vagan por los océanos. El proceso del reciclaje sigue sin ser demasiado efectivo ni rentable, teniendo en cuenta los efectos ya mencionados. Por tanto, el descubrimiento de una bacteria como es la Ideonella Sakaiensis constituye una gran noticia, y podría aportar una pequeña solución a los problemas que el humano causa a la Tierra.

Sin embargo, el mecanismo de degradación del PET de la Ideonella tiene un gran defecto. Esta bacteria necesita largos períodos de tiempo para degradar pocas cantidades de plástico, por lo que la principal idea de los científicos consiste en aislar la enzima PETasa,de manera que puedan introducirla en otros organismos más eficientes, para que también sean capaces de generar esta enzima y consumir el polietileno. De hecho, se ha realizado una colaboración entre EEUU (National Renewable Energy Laboratory), Reino Unido (University of Portsmouth) y Brasil (Instituto de Química de la Universidad de Campinas) para llevar a cabo una investigación que permitió potenciar la efectividad de la enzima, así como determinar que ésta es efectiva también en algunos sustitutos de polietileno. Comparando la PETasa a otras enzimas similares, llegaron a la conclusión de que la PETasa posee un centro activo más amplio que el de la mayoría. La replicaron de manera que se pareciera a la cutinasa (otra enzima similar, cuyo centro activo es menor), esperando que la nueva enzima fuera menos efectiva. Sin embargo, el efecto fue el contrario, por lo que han conseguido crear una enzima que degrada el PET de una manera más eficiente que la de la propia Ideonella.

El siguiente paso será aprovechar este descubrimiento para entroducir esta enzima en otros organismos capaces de consumir el PET más rápido que la Ideonella, y así paliar la contaminación que está envenenando a nuestro planeta.

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