08/07/2024
– O estudo inovador publicado na Microbial Cell Factories
é um marco científico muito importante, pois foi a
primeira vez que os cientistas conseguiram criar bactérias
para transformar o plástico de polietileno, usado na maioria
dos bens descartáveis, em um novo produto proteico de alto
valor.
Denominado pelos pesquisadores de
“seda de aranha bioinspirada”, devido a sua notável
semelhança com a seda que as aranhas usam para tecer suas
teias, o produto possui aplicações nas áreas
têxteis, de cosméticos e até na medicina.
Helen Zha, Ph.D., professora assistente
de engenharia química e biológica e uma das pesquisadoras
do RPI que lideram o projeto, afirmou que a seda da aranha é
comparável ao Kevlar (fibra sintética de aramida muito
resistente e leve), devido a sua resistência, comparável
ao aço sob pressão, mas com apenas um sexto de sua
densidade, tornando o produto extremamente leve. Além disso,
a pesquisadora destacou que a seda da aranha, assim como o bioplástico,
possui características elásticas, boa resistência,
não é tóxica e é biodegradável.
Estes atributos o tornam um excelente material, podendo ser utilizado
no futuro próximo.
O plástico de polietileno é encontrado em sacolas
plásticas, garrafas de água, e embalagens de alimentos,
sendo um dos grandes vilões da poluição plástica,
já podem levar mais de 1.000 anos para se degradar naturalmente,
além disso, apenas uma porção pequena dele
será reciclada, o restante poderia ser ingerido por estas
bactérias por exemplo.
A Pseudomonas aeruginosa foi a bactéria
utilizada no estudo e ela pode utilizar de maneira natural o polietileno
como sua fonte de alimento. O grande desafio da equipe foi a projeção
desta para bactéria para que realizasse a conversão
dos átomos de carbono do polietileno em uma proteína
de seda geneticamente codificada. Para surpresa dos pesquisadores,
bactérias recém-desenvolvidas podem criar a proteína
da seda com um rendimento notável.
As pessoas utilizam esse processo
biológico há muito tempo. O processo de fermentação
é usado há milênios para criar e preservar todos
os tipos de alimentos, como queijo, pão e vinho, e nas indústrias
bioquímicas para fazer antibióticos, aminoácidos
e ácidos orgânicos, enfatiza os pesquisadores.
Para induzir a fermentação do polietileno pelas bactérias,
o plástico é inicialmente "pré-digerido",
explicou Zha. Da mesma forma que os humanos precisam cortar e mastigar
os alimentos em pedaços menores antes que o corpo possa processá-los,
as bactérias encontram dificuldade em degradar as longas
cadeias moleculares, ou polímeros, que formam o polietileno.
O estudo, de Zha e Koffas contou com
pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne, que despolimerizaram
o plástico, em um processo que o aquecia sob pressão,
produzindo uma substância macia e cerosa. Depois disso, a
equipe inseriu uma camada de cera derivada de plástico no
fundo dos frascos, que serviu como fonte de nutrientes para a cultura
de bactérias.
Com isso, ao mesmo tempo em que uma placa de aquecimento agitava
o conteúdo dos frascos, as bactérias começaram
seu processo. Depois de 72 horas, os pesquisadores retiraram as
bactérias da cultura líquida, purificaram a proteína
da seda e a liofilizaram. Foi nesta fase que as proteínas
ficavam parecidas com bolas de algodão rasgadas, e então
poderiam ser transformadas em fio ou em outros formatos úteis.
Zha enfatiza que diferente da produção
convencional de plásticos, no processo desenvolvido, se consome
pouca energia, além de não utilizarem produtos químicos
tóxicos, o que é basicamente aproveitar o que a natureza
nos fornece.
Os pesquisadores precisarão
encontrar modos de produzir a proteína da seda de maneira
mais eficiente para que os produtos de seda de aranha reciclada
se tornem realidade. Estudos futuros irão investigar se o
ajuste das bactérias e os aspectos do processo irá
acarretar aumento da produção.
Da Redação, com
informações de agências internacionais
Fotos: Reprodução/Pixabay
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