Ecco come i batteri che mangiano la plastica sono stati geneticamente riprogettati

Nel 2016 scienziati giapponesi scoprirono batteri che si cibavano di plastica (PET). Ora i ricercatori dell'Università di Portsmouth hanno creare un "cocktail" enzimatico che, dicono, può digerire la plastica fino a sei volte più velocemente e abbattere il polietilene furanoato (PEF).

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a cura di Alessandro Crea

I batteri che mangiano plastica potrebbero aiutare ad affrontare il problema dei 14 milioni di tonnellate di plastica che vengono scaricati nei nostri oceani ogni anno. L'inquinamento da plastica porta a gravi impatti sugli ecosistemi marini e può influire sulla salute umana. Ad esempio, una volta che la plastica entra nell'oceano può soffocare e intrappolare gli animali.

Le microplastiche vengono anche ingerite da molte specie marine che sono predate da altre specie e che poi catturiamo per cibarcene. Una volta ingerite, le microplastiche possono filtrare i contaminanti tossici che si sono raccolti sulla loro superficie nel corpo dell'organismo che l'ha consumata, secondo l'Unione internazionale per la conservazione della natura (IUCN).

Queste tossine possono accumularsi ed essere trasferite attraverso la catena alimentare dalla vita marina agli esseri umani, ogni volta che mangiamo qualcosa che è stato preso dal mare. Sulla terraferma, la maggior parte della plastica finisce per accumularsi nelle discariche o bruciare negli inceneritori, che rilasciano fumi tossici. Solo il 16% di tutta la plastica prodotta viene riciclata per produrre nuova plastica, secondo la BBC.

Tuttavia, nel 2016 gli scienziati giapponesi hanno fatto una scoperta notevole che potrebbe aiutare ad affrontare il problema della plastica nel mondo, secondo la rivista Science. Gli scienziati hanno raccolto bottiglie di plastica all'esterno di un impianto di riciclaggio e hanno scoperto che una specie di batteri se ne stava cibando. Normalmente, i batteri trascorrono il loro tempo assorbendo la materia organica morta, ma Ideonella sakaiensis ha sviluppato la capacità di cibarsi di un certo tipo di plastica chiamata polietilene tereftalato (PET).

Dopo aver analizzato i batteri, gli scienziati hanno scoperto che producevano due enzimi digestivi chiamati PET idrolizzante o PETasi. Quando questi enzimi interagiscono con la plastica PET, scompongono le lunghe catene molecolari in catene più corte (monomeri) chiamate acido tereftalico e glicole etilenico. Questi monomeri vengono poi scomposti ulteriormente per rilasciare energia per la crescita dei batteri.

In seguito alla scoperta di batteri che mangiano plastica, molti scienziati genetici hanno sperimentato Ideonella sakaiensis per migliorarne l'efficienza. Una di queste iniziative di ricerca è stata quella di ingegnerizzare geneticamente i batteri che sono più efficienti nella produzione di enzimi, come E.coli, e trasformarli in fabbriche di PETasi.

Sebbene la scoperta offra speranza nella lotta contro i rifiuti plastici, gli scienziati avvertono che siamo ancora lontani dall'uso commerciale diffuso. Allo stesso modo, la PETasi decompone solo la plastica PET, ci sono altri sei tipi di plastica che non siamo ancora in grado di degradare usando gli enzimi.

I ricercatori dell'Università di Portsmouth hanno riprogettato la PETasi per creare un "cocktail" enzimatico che, dicono, può digerire la plastica fino a sei volte più velocemente del normale. Gli scienziati combinano PETase con un altro enzima che mangia plastica chiamato MHETase per formare un super enzima, secondo la rivista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

L'enzima combinato PETasi-MHETasi è stato creato con un sincrotrone, un tipo di acceleratore di particelle che utilizza raggi X 10 miliardi di volte più luminosi del sole, secondo l'Università di Portsmouth. Ha permesso ai ricercatori di vedere i singoli atomi di ciascun enzima e disegnare i loro progetti molecolari. Gli scienziati hanno poi cucito insieme il loro DNA per formare un super enzima. Questo enzima può anche abbattere il polietilene furanoato (PEF), una bioplastica a base di zucchero.

I ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno utilizzato i batteri E. coli per convertire la plastica in vanillina, il componente principale dell'estratto di baccello di vaniglia. Considerando che la domanda globale di vanillina ha superato le 40.000 tonnellate e l'85% è costituito da sostanze chimiche prelevate da combustibili fossili, l'uso della plastica potrebbe essere una situazione alternativa eco-compatibile, come Live Science ha precedentemente riportato.

Dopo aver degradato la plastica PET nei suoi monomeri di base, i ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti nel processo e hanno convertito uno di quei monomeri, l'acido tereftalico, in vanillina attraverso una serie di reazioni chimiche. Si ritiene che la vanillina risultante sia adatta al consumo umano, anche se sono necessarie ulteriori indagini.