De causar diarreia a produzir plásticos biodegradáveis: a bactéria E. coli tem uma nova função no Japão

O mundo está inundado de plástico. Existem microplásticos até nos testículos. E a grande maioria deles é feita de combustíveis fósseis, exacerbando nossa dependência desses recursos não renováveis. No Japão, uma equipe de bioengenheiros da Universidade de Kobe encontrou uma solução promissora.

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Do PET ao PDCA

95% dos plásticos que usamos diariamente são feitos de petróleo e gás (98% se adicionarmos o carvão). Em embalagens, tecidos e até mesmo no interior de automóveis, encontramos um plástico conhecido como tereftalato de polietileno, ou PET. O objetivo é encontrar uma alternativa de alto desempenho ao PET usando fontes renováveis ​​e biodegradáveis.

Ele existe. Chama-se ácido piridinodicarboxílico (PDCA) e é um monômero ecologicamente correto que, quando polimerizado, apresenta propriedades físicas comparáveis ​​ou até superiores às do PET. O desafio, até agora, tem sido produzir PDCA em larga escala. Os métodos tradicionais de síntese são ineficientes e geram subprodutos indesejados.

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A solução: uma bactéria

A novidade da pesquisa japonesa, publicada na revista Metabolic Engineering, é que ela utiliza o metabolismo celular da bactéria Escherichia coli para produzir PDCA a partir da glicose. Ao contrário dos métodos de bioprodução anteriores, este método permite que a bactéria assimile o nitrogênio e construa o composto do início ao fim, eliminando o problema dos subprodutos.

Embora os métodos de bioprodução existentes tenham encontrado limitações quanto à quantidade e à pureza do composto final, os biorreatores baseados nessa bactéria são capazes de sintetizar PDCA de forma limpa em concentrações sete vezes maiores. E com matérias-primas abundantes e baratas.

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E. coli como operadores de fábrica

O processo não foi isento de dificuldades. O maior gargalo foi impedir que uma das enzimas introduzidas na bactéria produzisse peróxido de hidrogênio, um composto altamente reativo que desativava a própria enzima.

Os pesquisadores conseguiram superar esse obstáculo refinando as culturas e adicionando um composto capaz de sequestrar o peróxido de hidrogênio. Agora, eles buscam uma solução mais econômica para a produção em larga escala.

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O futuro dos bioplásticos

Apesar do desafio restante, este avanço estabelece as bases para a síntese de plástico microbiano em larga escala. A implementação prática de biorreatores para a produção de PDCA de alto rendimento não só é possível, como está um passo mais perto de se tornar realidade em escala industrial.

Imagem | USDA