Pesquisadores modificaram geneticamente um microorganismo marinho para decompor plástico em água salgada. Especificamente, o organismo modificado pode decompor o polietileno tereftalato (PET), um plástico usado em tudo, desde garrafas de água até roupas, que é um contribuinte significativo para a poluição por microplásticos nos oceanos.
“Isso é empolgante porque precisamos lidar com a poluição por plástico em ambientes marinhos”, diz Nathan Crook, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor assistente de engenharia química e biomolecular na Universidade Estadual da Carolina do Norte.
“Uma opção é retirar o plástico da água e colocá-lo em um aterro sanitário, mas isso também apresenta desafios. Seria melhor se pudéssemos decompor esses plásticos em produtos que podem ser reutilizados. Para que isso funcione, você precisa de uma maneira econômica de decompor o plástico. Nosso trabalho aqui é um grande passo nessa direção.”
Para enfrentar esse desafio, os pesquisadores trabalharam com duas espécies de bactérias. A primeira bactéria, Vibrio natriegens, prospera na água salgada e é notável, em parte, porque se reproduz muito rapidamente. A segunda bactéria, Ideonella sakaiensis, é notável porque produz enzimas que permitem que ela decomponha o PET e o consuma.
Os pesquisadores pegaram o DNA de I. sakaiensis responsável pela produção das enzimas que decompõem o plástico e incorporaram essa sequência genética em um plasmídeo. Plasmídeos são sequências genéticas que podem se replicar em uma célula, independentemente do cromossomo da própria célula. Em outras palavras, você pode introduzir um plasmídeo em uma célula estrangeira, e essa célula executará as instruções no DNA do plasmídeo. E isso é exatamente o que os pesquisadores fizeram aqui.
Ao introduzir o plasmídeo contendo os genes de I. sakaiensis nas bactérias V. natriegens, os pesquisadores conseguiram fazer com que V. natriegens produzisse as enzimas desejadas na superfície de suas células. Os pesquisadores então demonstraram que V. natriegens foi capaz de decompor o PET em um ambiente de água salgada à temperatura ambiente.
“Isto é cientificamente empolgante porque é a primeira vez que alguém relatou conseguir com sucesso que V. natriegens expresse enzimas estrangeiras na superfície de suas células”, diz Crook.
“Do ponto de vista prático, este é também o primeiro organismo geneticamente modificado que sabemos ser capaz de decompor microplásticos de PET em água salgada”, diz Tianyu Li, primeiro autor do artigo e estudante de doutorado na NC State.
“Isso é importante, porque não é economicamente viável remover plásticos do oceano e enxaguar altas concentrações de sal antes de iniciar qualquer processo relacionado à decomposição do plástico.”
“No entanto, embora este seja um primeiro passo importante, ainda existem três obstáculos significativos”, diz Crook. “Primeiro, gostaríamos de incorporar o DNA de I. sakaiensis diretamente no genoma de V. natriegens , o que tornaria a produção de enzimas que degradam o plástico uma característica mais estável dos organismos modificados. Em segundo lugar, precisamos modificar ainda mais V. natriegens para que seja capaz de se alimentar dos subprodutos que produz quando decompõe o PET. Por último, precisamos modificar o V. natriegens para produzir um produto final desejável a partir do PET – como uma molécula que é um matéria-prima útil para a indústria química.
“Honestamente, esse terceiro desafio é o mais fácil dos três”, diz Crook. “Decompor o PET em água salgada foi a parte mais desafiadora”.
“Também estamos abertos a conversar com grupos da indústria para saber mais sobre quais moléculas seriam mais desejáveis para produzirmos o V. natriegens ”, diz Crook. “Dada a gama de moléculas que podemos induzir a produção das bactérias e a escala potencialmente vasta de produção, para quais moléculas a indústria poderia fornecer um mercado?”
O artigo, “Decomposição de microplásticos PET em condições de água salgada usando Vibrio natriegens modificado “, foi publicado em acesso aberto no AIChE Journal. O artigo foi coautor de Stefano Menegatti, professor associado de engenharia química e biomolecular na NC State.
Fonte: Sciencedaily
Fonte do Artigo: AIChE Journal
