Bacterias diseñadas para producir seda de araña en un proyecto de 'reciclaje microbiano' de plástico – Ingeniería Química

1 de marzo de 2024 | Por Scott Jenkins

La proteína de seda de araña genera un importante interés en el desarrollo debido a su combinación única de propiedades, que incluyen alta tenacidad y resistencia, extensibilidad, biocompatibilidad, estabilidad térmica y otras. Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI; Troy, NY; www.rpi.edu) han desarrollado lo que se dice que es la primera plataforma microbiana para convertir hidrocarburos derivados de desechos de polietileno (PE) en una dragalina de proteína de seda con forma de araña, espidroína, un biopolímero complejo que tiene usos potenciales en recubrimientos, embalajes, fibras y aplicaciones de sostenibilidad.

«La seda de araña es el Kevlar de la naturaleza», dice Helen Zha, profesora asistente de ingeniería química y biológica y una de los investigadores del RPI que lidera el proyecto. “Puede ser casi tan fuerte como el acero bajo tensión. Sin embargo, es seis veces menos denso que el acero, por lo que es muy ligero. Como bioplástico, es elástico, resistente, no tóxico y biodegradable”.

El equipo de RPI utilizó herramientas de biología sintética para desarrollar una nueva cepa de Pseudomonas aeruginosa que contiene genes recombinantes genómicamente integrados para la “proteína de seda inspirada en las dragalinas de araña”, un biopolímero con las propiedades deseadas. El equipo de RPI, en colaboración con colegas del Laboratorio Nacional Argonne (Lemont, Illinois, www.anl.gov), demostró más tarde que las bacterias podían convertir sustratos derivados del plástico en materiales a base de proteínas. El polímero fue «predigerido» en segmentos más pequeños para permitir que las bacterias fermenten el material.

Los métodos no biológicos para reciclar polietileno, como la despolimerización catalítica y la pirólisis, consumen mucha energía y tienen límites en los productos que pueden generar, explican los investigadores. El presente estudio señala el camino hacia la utilización de residuos de polietileno para producir un biomaterial de gran valor.

Los investigadores ahora están trabajando para optimizar el gen recombinante de la bacteria para aumentar la eficiencia del sistema y reducir los costos.