Las bacterias diseñadas pueden producir un modificador del plástico que hace que el plástico de origen renovable sea más procesable, más resistente a las fracturas y altamente biodegradable incluso en agua de mar. El desarrollo de la Universidad de Kobe proporciona una plataforma para la producción ajustable a escala industrial de un material que tiene un gran potencial para hacer que la industria del plástico sea ecológica.
El plástico es un sello distintivo de nuestra civilización. Se trata de una familia de materiales altamente conformables (de ahí el nombre), versátiles y duraderos, la mayoría de los cuales también son persistentes en la naturaleza y, por tanto, una importante fuente de contaminación. Además, muchos plásticos se producen a partir de petróleo crudo, un recurso no renovable. Ingenieros e investigadores de todo el mundo están buscando alternativas, pero no se ha encontrado ninguna que presente las mismas ventajas que los plásticos convencionales y evite sus problemas. Una de las alternativas más prometedoras es el ácido poliláctico, que puede producirse a partir de plantas, pero es quebradizo y no se degrada bien.
Para superar estas dificultades, los bioingenieros de la Universidad de Kobe alrededor de TAGUCHI Seiichi junto con la empresa de fabricación de polímeros biodegradables Kaneka Corporation decidieron mezclar ácido poliláctico con otro bioplástico, llamado LAHB, que tiene una variedad de propiedades deseables, pero sobre todo es biodegradable y se mezcla bien. con ácido poliláctico. Sin embargo, para producir LAHB, necesitaban diseñar una cepa de bacteria que produzca naturalmente un precursor, manipulando sistemáticamente el genoma del organismo mediante la adición de nuevos genes y la eliminación de los que interfieren.
En la revista científica ACS Química e Ingeniería SostenibleAhora informan que podrían crear así una fábrica de plástico bacteriano que produzca cadenas de LAHB en grandes cantidades, utilizando únicamente glucosa como materia prima. Además, también muestran que modificando el genoma podrían controlar la longitud de la cadena LAHB y, con ello, las propiedades del plástico resultante. De este modo pudieron producir cadenas de LAHB hasta diez veces más largas que con los métodos convencionales, lo que denominan «LAHB de peso molecular ultraalto».
Lo más importante es que al agregar LAHB de esta longitud sin precedentes al ácido poliláctico, pudieron crear un material que exhibe todas las propiedades que los investigadores buscaban. El plástico altamente transparente resultante es mucho mejor moldeable y más resistente a los golpes que el ácido poliláctico puro, y también se biodegrada en agua de mar en una semana. Taguchi comenta sobre este logro y dice: «Al mezclar ácido poliláctico con LAHB, los múltiples problemas del ácido poliláctico se pueden superar de una sola vez, y se espera que el material modificado se convierta en un bioplástico ambientalmente sostenible que satisfaga las necesidades conflictivas de robustez física». y biodegradabilidad.»
Los bioingenieros de la Universidad de Kobe, sin embargo, sueñan en grande. La cepa de bacterias que utilizaron en este trabajo es, en principio, capaz de utilizar CO.2 como materia prima. De este modo debería ser posible sintetizar plásticos útiles directamente a partir de los gases de efecto invernadero. Taguchi explica: «A través de la sinergia de múltiples proyectos, nuestro objetivo es lograr una tecnología de biofabricación que vincule de manera efectiva la producción microbiana y el desarrollo de materiales».
Esta investigación fue encargada por la Organización de Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnología Industrial de Japón (subvención JPNP20005) y financiada por el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón (subvención 19K22069) y la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (subvención JPMJTM19YC) . Se llevó a cabo en colaboración con investigadores de Kaneka Corporation y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada.
