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Científico de la BUAP produce plásticos biodegradables a partir de una bacteria


Miguel Castañeda descubrió que la bacteria Azotobacter vinelandii produce de forma paralela un poliéster que puede ser utilizado en la fabricación de plásticos biodegradables
Crédito: 14_ESPECIAL, ,
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01 de Abril 2016
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Al estudiar genes que regulan la producción de polisacáridos con aplicaciones en la industria alimentaria, Miguel Castañeda Lucio, científico del Instituto de Ciencias (ICUAP) de la BUAP, descubrió que además de generar dichas biomoléculas, la bacteria Azotobacter vinelandii produce de forma paralela un poliéster, que puede ser utilizado en la fabricación de plásticos biodegradables.

“Descubrimos que un mismo sistema de control genético de la Azotobacter vinelandii regula la producción de un polímero que exporta un moco que le sirve de protección y otro que lo guarda en su interior en forma de gránulos”, comentó el investigador.

En el proceso de manipulación genética, el científico del Laboratorio de Genética Molecular Microbiana del ICUAP encontró un switch mágico que le permite controlar a dicha bacteria, para la producción de biopolímeros con aplicaciones industriales: uno de azúcar que incrementa el espesor y viscosidad de líquidos y soluciones; y otro de poliéster con el cual se pueden generar plásticos biodegradables, que disminuyen considerablemente los efectos contaminantes sobre el ambiente.

Azotobacter vinelandii es una bacteria Gram negativa quimiorganotrófica. Ha sido catalogada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés), del gobierno estadounidense, como un organismo generalmente reconocido como seguro (GRAS, por sus siglas en inglés). Tras hacer ingeniería genética con ésta, los científicos universitarios descubrieron que no podían jugar con la producción de un compuesto, sin dejar de ver al otro. Tal situación los llevó a tener dos líneas de investigación muy estrechas, pero con diferentes fines.

Con el poliéster intracelular, conocido genéricamente como poli-hídroxibutirato, los investigadores buscan generar un plástico que se descomponga fácilmente en elementos químicos naturales, por la acción de agentes biológicos -bacterias y hongos-, para la producción de artículos menos contaminantes, a diferencia de los actuales, muchos de ellos fabricados con plásticos y sus derivados no biodegradables.

Mientras que con el polímero polisacárido extracelular alginato generan un aditivo que funciona como agente viscosante y espesante de líquidos, útil en la industria de alimentos, no digerible, natural e inocuo, a diferencia de los más utilizados, como el almidón, el cual también es seguro, pero sí genera un aporte calórico extra para quienes lo consumen.

Actualmente, en ambas investigaciones los científicos de la BUAP ya cuentan con cepas listas para ser probadas a nivel de biorreactor o fermentador. Para llegar a producir dichos polímeros en un biorreactor (recipiente mediante el cual se garantizan las condiciones necesarias para sostener la producción continua de productos biológicos), tuvieron que pasar por un largo proceso que comenzó con el entendimiento de la genética de la bacteria relacionada con la síntesis de los polímeros, comprender el control de sus genes y finalmente generar cepas útiles, para crear estos polímeros con aplicaciones industriales.

En ese sentido, Castañeda Lucio señaló que en sus proyectos se ha planteado entender qué genes participan en la generación de ambos polímeros, cómo se pueden manipular y controlar, cómo hacer cepas mutantes y alteradas, y qué condiciones de cultivo son necesarias para que se produzcan, entre otras interrogantes.

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