Biólogos descubren métodos innovadores para impulsar la producción de bioplásticos utilizando bacterias moradas

Dos estudios innovadores dirigidos por biólogos de la Universidad de Washington destacan el potencial de estos microbios. En el primer estudio, el estudiante de posgrado Eric Conners descubrió que dos especies relativamente desconocidas de bacterias púrpuras tienen una capacidad notable para producir polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros naturales que pueden purificarse para crear bioplásticos.

Mientras tanto, en un segundo estudio, la supervisora ​​del laboratorio de investigación Tahina Ranaivoarisoa demostró que la ingeniería genética podría mejorar significativamente la producción de PHA en una especie de bacteria púrpura conocida, aunque tradicionalmente obstinada. 

Tanto Conners como Ranaivoarisoa trabajan bajo la dirección de Arpita Bose, profesora adjunta de biología en Artes y Ciencias en WashU, que es la autora correspondiente de los estudios. "Existe una enorme demanda mundial de bioplásticos", dijo Bose. "Se pueden producir sin agregar CO2 a la atmósfera y son completamente biodegradables. Estos dos estudios muestran la importancia de explorar múltiples enfoques para descubrir nuevas formas de producir este valioso material".

Las bacterias púrpuras, un grupo único de microbios acuáticos, son famosas por su adaptabilidad y su capacidad de crear compuestos útiles a partir de ingredientes simples. Al igual que las plantas verdes, pueden convertir el dióxido de carbono en alimento utilizando la luz solar. Sin embargo, a diferencia de las plantas, utilizan pigmentos diferentes para capturar la luz, lo que les da su característico tono púrpura.

Estas bacterias producen de forma natural PHA y otros precursores de bioplásticos como forma de almacenar carbono adicional. En las condiciones adecuadas, pueden seguir produciendo estos polímeros indefinidamente.

En el estudio publicado en Microbial Biotechnology, Conners descubrió que dos especies menos conocidas de bacterias púrpuras dentro del género Rhodomicrobium mostraban una capacidad notable para producir polímeros, especialmente cuando se las complementaba con pequeñas cantidades de electricidad y nitrógeno. "Explorar bacterias que han sido pasadas por alto podría revelar su potencial sin explotar", dijo Conners.

Las bacterias Rhodomicrobium tienen propiedades únicas que las convierten en candidatas interesantes para la producción natural de bioplásticos. A diferencia de otras especies que flotan libremente como células individuales, Rhodomicrobium forma redes interconectadas que parecen ser particularmente adecuadas para la producción de PHA.

En el segundo estudio, publicado en Applied and Environmental Microbiology, los investigadores se centraron en Rhodopseudomonas palustris TIE-1, una especie tradicionalmente conocida por su reticencia a producir PHA. Mediante ingeniería genética, el equipo aumentó significativamente la producción de PHA de la bacteria. Un enfoque particularmente exitoso consistió en la inserción de un gen que mejoró la producción de RuBisCO, una enzima crucial para capturar carbono del aire y el agua. ¿El resultado? Un aumento espectacular en la producción de PHA, convirtiendo a las bacterias, que antes eran lentas, en potentes productoras de bioplásticos.

El equipo de WashU es optimista respecto de que se podrían aplicar técnicas de ingeniería genética similares a otras bacterias, lo que potencialmente daría como resultado niveles aún mayores de producción de bioplástico.

De cara al futuro, Bose y su equipo planean examinar de cerca la calidad y las posibles aplicaciones de los bioplásticos producidos en su laboratorio. "Esperamos que estos bioplásticos conduzcan a soluciones reales en un futuro próximo", afirmó.

Estos descubrimientos marcan un avance significativo en la búsqueda de materiales sostenibles y ofrecen esperanza para un futuro en el que los bioplásticos respetuosos con el medio ambiente sustituyan a sus homólogos derivados del petróleo.