Enzimas bacterianas como alternativa para a reciclagem do plástico


A enorme quantidade de plástico que consumimos se tornou um dos maiores desafios ambientais da atualidade. As soluções para lidar com tanto lixo? Uma estratégia promissora estava escondida no mundo microscópico das bactérias.

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Mirtha Amanda Angulo Valencia

emailmirtha.angulo@revistabioika.org

Bióloga pela Universidade do Cauca (Colômbia). Estudante de Doutorado em Ciencias Ambientais na Universidade Estadual de Maringá (Brasil). Acredito que a socialização dos estudos ecológicos, pode nos ajudar a criar consciência da importância dos nossos recursos naturais e dessa forma garantir seu cuidado e preservação.



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Corpo aquático tomado por plásticos em Myanmar

O plástico está presente no nosso dia a dia e se tornou um dos maiores desafios ambientais da atualidade. Somente uma pequena fração do plástico utilizado é reciclado para ser reaproveitado em produtos de qualidade inferior, como os sacos plásticos. De acordo com um estudo de 2017, publicado na Science Advances, apenas 19% de todo o plástico usado no ano de 2014 era reciclado. Enquanto isso, estima-se que a produção de plástico deve crescer 70% até 2050.

Por este motivo, pesquisadores de todo o mundo estão em busca de soluções que ajudem a resolver o problema das garrafas, sacolas, copos, entre outros produtos descartáveis que estão inundando o planeta.

Uma das mais interessantes reside na capacidade de algumas bactérias. Cientistas acreditam que as enzimas produzidas por algumas espécies podem ajudar a reciclar alguns tipos de plástico, muitos dos quais são enterrados em aterros sanitários, queimados ou arrastados para rios e oceanos.

Peixe morto devido à uma luva plástica lançada no oceano.

O interesse por essas enzimas começou em 2016, enquanto pesquisadores japoneses analisavam a lama perto de uma fábrica de reciclagem. Eles encontraram uma bactéria com um apetite incomum por plástico. A espécie produziu duas enzimas que, juntas, permitiram que ela se alimentasse de tereftalato de polietileno (PET). O PET é amplamente utilizado pela indústria e representa cerca de um quinto da produção mundial de plástico. Ele é encontrado, por exemplo, em garrafas de bebidas descartáveis e em fibras de roupas de poliéster.

Eles encontraram uma bactéria com um apetite incomum por plástico

Embora os produtos químicos industriais possam degradar os plásticos, o uso de enzimas é uma abordagem mais ecológica, que exige menos energia e pode atingir plásticos específicos misturados com lixo. Ao contrário de muitos produtos químicos industriais, as enzimas funcionam a temperaturas relativamente baixas e são seletivas quanto à molécula com a qual interagem. Assim, é possível que uma determinada enzima alcance um único fragmento de plástico em meio a vários outros compostos.

"A natureza é o reciclador mais incrível porque não desperdiça nada"

John McGeehan

"A natureza é o reciclador mais incrível porque não desperdiça nada", diz John McGeehan, biólogo estrutural da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido. Considerando o enorme potencial das enzimas bacterianas para mitigar os impactos associados ao plástico, McGeehan lidera um projeto no qual recruta cientistas “caçadores de enzimas” em alguns dos pontos do mundo mais poluídos por plásticos. Ele acredita que a imensa quantidade de lixo plástico que produzimos poderia ter influenciado o processo evolutivo dos microrganismos que atacam o material.

Atualmente, uma busca intensa por enzimas está sendo realizada na Indonésia. As bactérias cujas enzimas pareçam ser promissoras são enviadas ao laboratório de McGeehan. Lá, as enzimas são analisadas por meio de cristalografia de raio-x, o que ajuda a entender os seus mecanismos de atuação.

McGeehan e sua equipe estão usando essas informações para buscar sequências de DNA que codifiquem moléculas semelhantes em bancos de dados de genomas bacterianos. Com essas sequências, ficaria mais fácil determinar quais enzimas possuem alto potencial para a degradação do plástico.

Posteriormente, com a ajuda da modelagem computacional é possível decifrar como as enzimas podem ser melhoradas artificialmente. O objetivo é modificar os genes que codificam as enzimas naturais para transformá-las em ferramentas poderosas para degradar o plástico. Inclusive, a equipe já alterou uma enzima descoberta por pesquisadores japoneses para torná-la mais eficiente.

Nesta mesma linha está a empresa francesa Carbios, que também já desenvolveu uma enzima bacteriana mutante capaz de degradar garrafas de plástico. A Carbios planeja construir a primeira fábrica do mundo de reciclagem enzimática de plástico. O empreendimento começará com uma pequena planta de demonstração na cidade de Clermont-Ferrand, na França, com o objetivo de testar a capacidade da enzima de converter lixo plástico em matéria-prima para a produção de um novo tipo de plástico PET.

Em 2024, a empresa abrirá uma fábrica de grande porte, com a meta de produzir ingredientes para 40.000 toneladas de plástico reciclado a cada ano. Embora alguns setores afirmam que as reações estimuladas por enzimas são lentas demais para a reciclagem de plástico, a Carbios diz estar confiante de que suas enzimas podem degradar o PET rápido o suficiente para encontrar um lugar no mercado.

Artigo original disponível em: https://revistabioika.org/assets/multimedia/users/staff/raffael.tofoli@revistabioika.org/20211029184638-20210914155826-econoticia-mirtha-pt-finalizado.docx

Para mais informações:

  1. Cornwall, W. 2021. The Plastic Eaters. Science 373:36-39.

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Raffael Tófoli

emailraffael.tofoli@revistabioika.org

Sou biólogo e professor no Instituto Federal Catarinense. Desde a graduação faço pesquisa em Ecologia, área na qual fiz o Mestrado e Doutorado pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Acredito no poder transformador da educação, da ciência e da divulgação científica!

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Aleja Vélez Denhez

emailaleja.velez@revistabioika.org

Estou interessada no estudo de tecnologias sustentáveis que contribuam na diminuição do impacto ambiental das nossas ações cotidianas. Acredito que compartilhar o conhecimento é um dever do pesquisador, e criar consciência do impacto que as nossas decisões têm sobre a saúde do planeta é um passo necessário para a sua preservação.

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Ángela Gutiérrez C

emailangela.gutierrez@revistabioika.org

De acordo com minha formação na educação pública, acredito na necessidade de fazer acessível para todos, os resultados das pesquisas científicas. O que é feito? Para que serve? Como posso contribuir? Acredito que o trabalho multidisciplinar é a chave para propor soluções que possam gerar uma sociedade justa, sustentável e igualitária.

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David González

emaildavid.gonzalez@revistabioika.org

Publicitário, fã da linguagem escrita e audiovisual. Acredito que a ciência, a tecnologia, a arte e a comunicação têm o poder de criar bem estar, toda vez que estejam ao serviço da cultura, do cuidado do entorno e das causas mais generosas.


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