Distribución ecológica y caracterización funcional de las enzimas degradantes de polietileno de diversos metagenomas

Área de la Ciencia:

• Microbiología Ambiental y Microbiología Ambiental.
• La bioquímica es la bioquímica.
• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.

Sus antecedentes:

• El polietileno (PE) es un polímero sintético persistente, que se acumula en los ecosistemas y plantea riesgos ecológicos.
• La investigación sobre la biodegradación del PE es limitada, especialmente con respecto a la distribución de enzimas degradantes en varios entornos.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar las enzimas que degradan el PE de diversas fuentes ecológicas.
• Investigar el potencial de estas enzimas para la biorremediación plástica.

Principales métodos:

• Cribado de más de 4.57 mil millones de secuencias metagenómicas para homólogos de enzimas degradantes de PE.
• Utilizando la homología de secuencias, el modelado estructural y el acoplamiento molecular para la identificación de candidatos.
• Expresión heteróloga y ensayo de 32 enzimas en películas y microesferas de PE, con validación mediante análisis SEM, FTIR, GPC y de isótopos.

Principales resultados:

• Se identificaron 701 secuencias de enzimas candidatas para la degradación de la EP.
• 25 de las 32 enzimas analizadas mostraron una degradación medible del PE, incluyendo erosión superficial y pérdida de masa de hasta el 1,5%.
• La degradación implicó la oxidación a nivel molecular y la rotación de carbono en etapa temprana, observada incluso en entornos menos perturbados.

Conclusiones:

• Las enzimas naturales poseen capacidades de degradación del PE, presentes en varios microbiomas.
• Estas enzimas ofrecen una vía prometedora para desarrollar estrategias sostenibles de biorremediación para la contaminación plástica.
• Las comunidades microbianas pueden desarrollar habilidades de degradación del plástico en respuesta a la exposición ambiental al plástico.