Microrganismi supereroi 2: sviluppi della ricerca

Combattere l’inquinamento? Si può!

L’importante ricerca portata avanti e conclusasi in Giappone sul batterio Ideonella sakaiensis, rappresenta solo la punta di ciò che tramite la ricerca scientifica, si sta cercando di attuare.
Secondo uno studio pubblicato sul portale “Frontiers in Microbiology“, sarebbe possibile sfruttare un altro tipo di batteri in grado di degradare diversi mattoni chimici del poliuretano (PU), una delle plastiche più diffuse e inquinanti del mondo.
Il batterio isolato, appartiene alla specie Pseudomonas putida, dimostratasi in grado di attaccare i vari legami chimici dello stesso poliuretano.
Ulteriori studi sono in corso per capire se è possibile applicare l’utilizzo del metabolismo di questi batteri anche nel processo di degradazione del PET.

pseudomonas putida
Figura 1 – Pseudomonas putida

Poliuretano

Il poliuretano è una plastica considerata polivalente, cioè utilizzata in più settori.
Nel 2015, è stato calcolato che il poliuretano rapprenta circa 3,5 milioni di tonnellate di materiale plastico prodotto nel solo continente europeo: tra le altre cose, questo polimero si usa nei frigoriferi, nelle bottiglie d’acqua, nelle scarpe, nei mobili…
E’ definita anche plastica termoindurente, cioè può essere fusa solo a determinate temperature e con rilascio di sostanze altamente tossiche.

Poliuretano: in quali oggetti è presente
FIgura 2 – Poliuretano: in quali oggetti è presente

Pseudomonas putida

Lo Pseudomnas putida, appartiene alla famiglia delle Pseudomonadaceae.
Il nome significa “falsa unità”; deriva dall’abitudine di questi batteri a disporsi a coppie di cellule, che se osservate al microscopio sembrano una sola cellula.
Sono bacilli Gram-negativi, aerobi obbligati (anche se possono crescere in anaerobiosi utilizzando nitrati come accettori di elettroni), e posseggono flagelli che permettono loro di muoversi.

Fu scoperto dai ricercatori tedeschi del Centro di ricerca ambientale Helmholtz-UFZ a Lipsia.
Dopo attente analisi a livello genomico, i ricercatori hanno scoperto che possiede particolari enzimi extracellulari, noti anche come esoenzimi.
Grazie a questi esoenzimi è capace di metabolizzare i composti chimici della plastica per produrre energia.
Si può considerare un “estremofilo” perché mostra una forte tolleranza a quelli che sono e che restano dei componenti organici tossici per la maggior parte delle forme di vita, sopravvivendo in situazioni considerate estreme.
Ora i ricercatori stanno testando questo batterio per capire se può degradare anche le plastiche fatte di polietilentereftalato (PET), altra tipologia di plastica molto utilizzata, soprattutto per produrre le bottiglie di acqua. L’obiettivo è quello di creare dei veri e propri centri di smaltimento basati sull’attività metabolica di questi batteri per scomporre la plastica di risulta e degradarla.

Pseudomonas putida e utilizzi
Figura 3 – Pseudomonas putida e utilizzi

Il progetto P4SB e i suoi obiettivi

Il consorzio P4SB (From Plastic waste to Plastic value using Pseudomonas putida Synthetic Biology), si pone come obiettivo quello di raggiungere la bioconversione delle plastiche a base di petrolio in plastiche completamente biodegradabili. Il consorzio dopo vari studi, ha dimostrato che vari monomeri derivanti dal PET e dal PU possono essere utilizzati per alimentare i batteri e produrre una plastica biodegradabile: i polidrossialcanoati (PHA).
I polidrossialcanoati sono classificati per la loro derivazione come biopoliesteri.

Il progetto quindi, ha portato alla riuscita della depolimerizzazione del PET e di alcuni legami in PU e alla successiva produzione di PHA dai monomeri derivanti dal primo stadio. Esso è terminato nel Marzo del 2019, ma gli scienziati continuano tutt’ora a sviluppare gli enzimi degradanti.
A piccoli passi, verso un mondo meno inquinato.

Fonti

  • Cárdenas Espinosa MJ, Colina Blanco A, Schmidgall T, Atanasoff-Kardjalieff AK, Kappelmeyer U, Tischler D, Pieper DH, Heipieper HJ and Eberlein C (2020) Toward Biorecycling: Isolation of a Soil Bacterium That Grows on a Polyurethane Oligomer and Monomer. Front. Microbiol. 11:404. doi: 10.3389/fmicb.2020.00404
  • notizie scientifiche. 2020. [online] Available at: <https://notiziescientifiche.it/scoperto-nuovo-batterio-che-degrada-plastica-in-poliuretano-una-delle-piu-inquinanti/#:~:text=I%20ricercatori%20tedeschi%20hanno%20isolato,legami%20chimici%20dello%20stesso%20poliuretano.>
  • https://www.focus.it/ambiente/animali/il-batterio-che-decompone-il-poliuretano-plastica
  • https://it.wikipedia.org/wiki/Pseudomonas_putida

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