· El hallazgo correspondió a un equipo de investigación encabezado por Herminia Loza Tavera y Javier Cruz Gómez, de la Facultad de Química
· El conocimiento de la actividad degradativa del microorganismo Alicycliphilus sp. permitiría desarrollar nuevos materiales, con la seguridad de que podrán ser desechados cuando termine su vida útil
· El trabajo fue publicado en la revista de la Sociedad de Microbiología de Estados Unidos, Applied and Enviromental Microbiology
Científicos de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, encabezados por Herminia Loza Tavera y Javier Cruz Gómez y la participación del alumno Alejandro Oceguera Cervantes, descubrieron que la bacteria Alicycliphilus sp. es capaz de degradar el poliuretano. El hallazgo permitiría en el futuro desarrollar nuevos materiales, útiles a escala industrial, con la seguridad de que podrán ser desechados cuando termine su vida útil.
Este microorganismo fue reportado hace dos años; no obstante, sólo se le había encontrado actividad desnitrificante. No se conocía “que fuera capaz de utilizar dicho compuesto”, explicó la científica.
El poliuretano tarda años en degradarse. Se usa, por ejemplo, en el hule espuma de los asientos. Si bien ha sido un avance para la humanidad –puesto que ha sustituido a otros materiales naturales, como la madera–, es un problema destruirlo.
Recordó que el poliuretano tiene apenas 70 años de haber sido creado, “pero los organismos vivos son tan eficientes para colonizar nuevos ambientes que ya empiezan a haber microorganismos capaces de utilizarlo para vivir”, como los aislados del desecho recolectado en el Bordo de Xochiaca, depósito de desperdicios del Valle de México.
Para encontrar a estos microorganismos se estableció un medio de cultivo que sólo contenía sales y un barniz de ese plástico, precisó la especialista.
A partir de las muestras llevadas al laboratorio se obtuvieron las cepas bacterianas y de hongos capaces de crecer en ese medio. Algunas bacterias se aislaron “hasta conseguir cepas puras para estudiar cómo degradaba el poliuretano”, indicó.
El trabajo, publicado en octubre pasado en la revista de la Sociedad de Microbiología de Estados Unidos, Applied and Enviromental Microbiology, consistió en la identificación de una bacteria mediante la secuenciación del gene 16S del RNA ribosomal, es decir, con ayuda de técnicas de biología molecular, informó.
El microorganismo era del género Alicycliphilus. Luego se buscó cuál era la operación enzimática relacionada con el uso de este material como fuente de carbono. Otros laboratorios habían reportado tres tipos de actividad que podrían ser las responsables del “ataque” al poliuretano de acuerdo con su estructura, es decir, con sus enlaces químicos: proteasa, ureasa y esterasa, detalló.
En el laboratorio, se montaron las técnicas para ver qué tipo de acción presentaba la bacteria, relató Herminia Loza. Luego de hacer los estudios correspondientes, se encontró que una esterasa –la cual fue medida en el medio de cultivo y se reconoció su comportamiento en el tiempo– podría ser la responsable de incidir en el poliuretano.
Sin embargo, lo determinante era demostrar que realmente era atacado. Se hicieron análisis de cromatografía de gases, espectrometría de masas y resonancia magnética nuclear para verificar el hecho. Con ellos se descubrió que la bacteria primero consumía un compuesto denominado NMP (N-metilpirrolidona), el cual se encontraba como aditivo en el barniz utilizado y que tiene efectos tóxicos para el hombre, especificó.
“Se midió la cantidad de esta molécula que desaparecía conforme la bacteria crecía; al ver que consumía el NMP se pensó que no vivía del poliuretano, sino de este otro compuesto”. Pero, después de la espectrometría de infrarrojo de la estructura, se vio que, efectivamente, sí era atacado, dijo.
Además, abundó, se hizo otra prueba en donde se colocaron laminitas de poliuretano sólido en el medio de cultivo con la bacteria: luego de 15 días se estudiaron esas piezas por microscopia electrónica y se observó que presentaban poros, otra evidencia de la agresión.
La bacteria tarda varios días en comenzar a dañarlo. “No se trata de poner el plástico y que después de un rato desaparezca. Eso no ocurre así, porque sólo ‘deteriora’ una parte de la molécula”. Más bien, se ha encontrado que con este microorganismo se podría atacar un material que antes se consideraba imposible afectar, precisó.
Las perspectivas biotecnológicas son amplias: aislar las enzimas involucradas en la utilización de estos compuestos, después clonar sus genes y producir organismos transgénicos más eficientes para degradar poliuretano, que se puedan utilizar a nivel industrial, en plantas especiales, sostuvo.
Esto es interesante, resaltó, porque se pueden obtener avances que permitan degradar este material, no sólo con las técnicas físicas y químicas ya empleadas, como la pirolisis, sino mediante organismos. En el mundo existen pocos grupos más que investigan este tema.
La científica expuso que no se ha hecho ningún estudio para evaluar cuál de las dos o tres cepas reportadas son más eficientes a nivel científico, y a escala tecnológica no han sido utilizados. La investigación es básica, pero la tendencia es encontrarle aplicación.
Este trabajo multidisciplinario ha generado una visión amplia del fenómeno. No obstante, se abre una puerta y aparecen cien más, por lo que aún falta mucho por investigar, concluyó Herminia Loza.
Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México (Boletín UNAM-DGCS-007)
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