Notícia com publicação científica
Pesquisadores descobrem como bactérias presentes em águas residuais conseguem degradar microplásticos
Técnicas de engenharia biológica podem futuramente ajudar a combater resíduos plásticos
Dra. Ludmilla Aristilde, Universidade Northwestern
4 de outubro de 2024, 11:19

Fonte

Amanda Morris, Universidade Northwestern

Publicação Original

Universidade Northwestern

Áreas

Bacteriologia, Bioengenharia, Biologia, Ciência Ambiental, Engenharia Ambiental, Engenharia Biológica, Gestão de Resíduos, Microbiologia, Qualidade da Água, Química Verde, Saneamento, Saúde Ambiental, Sustentabilidade

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Resumo

Pesquisadores identificaram o processo pelo qual uma bactéria comum em águas residuais pode degradar microplásticos PET e usá-los como fonte de energia.

Após identificar as enzimas responsáveis por esse processo, os cientistas podem vislumbrar futuras maneiras de aplicar engenharia biológica para a degradação de microplásticos.

Foco do Estudo

Entender os mecanismos envolvidos na degradação de plásticos por parte de bactérias comuns em águas residuais.

Estudo

Cientistas do Centro de Biologia Sintética e da Escola de Engenharia da Universidade Northwestern, do Laboratório Nacional Oak Ridge e da Universidade de Chicago, nos EUA, identificaram como bactérias Comamonas testosteroni – bactérias ambientais comuns em rios urbanos e sistemas de águas residuais – fragmentam plásticos para se alimentar.

As bactérias Comamonas crescem tipicamente em microplásticos de poli(tereftalato de etileno) (PET). “Os plásticos PET representam 12% do uso global total de plásticos e são responsáveis ​​por até 50% dos microplásticos em águas residuais”, destacou a Dra. Ludmilla Aristilde da Northwestern, professora de Engenharia Ambiental na Escola de Engenharia e pesquisadora do Centro de Biologia Sintética da Universidade Northwestern. A Dra. Ludmilla liderou o estudo.

Para identificar os mecanismos com os quais as bactérias Comamonas testosteroni conseguem processar e se alimentar dos microplásticos, os pesquisadores usaram um isolado de águas residuais, e combinaram técnicas de microscopia, espectroscopia, proteômica, modelagem de proteínas e engenharia genética.

Por meio de técnicas ômicas que podem medir todas as enzimas dentro da célula, a equipe de pesquisa descobriu uma enzima específica que a bactéria expressou quando exposta a plásticos PET. Sem essa enzima, a capacidade da bactéria de degradar o plástico foi perdida ou significativamente diminuída.

Descobrimos que a bactéria de águas residuais tem uma capacidade inata de degradar plástico até monômeros… Essas pequenas unidades são uma fonte biodisponível de carbono que as bactérias podem usar para o crescimento

Dra. Ludmilla Aristilde, professora de Engenharia Ambiental na Escola de Engenharia da Universidade Northwestern

Resultados

Os pesquisadores observaram que as bactérias primeiramente quebram os microplásticos até nanoplásticos, para então secretar uma enzima especializada que continua degradando o plástico.

Ao final do processo, as bactérias se alimentam de um anel de átomos de carbono originado nesse processo sucessivo de fragmentação.

Como resultado do estudo, os cientistas identificaram uma hidrolase essencial que degrada o plástico PET nas bactérias Comamonas testosteroni.

A descoberta abre novas possibilidades para o desenvolvimento de soluções de bioengenharia e engenharia biológica baseadas em bactérias para ajudar a reduzir os resíduos plásticos que poluem a água potável e também prejudicam a vida selvagem.

“A maioria das pessoas pensa que os nanoplásticos entram nas estações de tratamento de águas residuais como nanoplásticos. Mas estamos mostrando que os nanoplásticos podem ser formados durante o tratamento de águas residuais por meio da atividade microbiana. Isso é algo a que precisamos prestar atenção enquanto nossa sociedade tenta entender o comportamento dos plásticos ao longo de sua jornada, das águas residuais aos rios e lagos receptores”, concluiu a professora Ludmilla Aristilde.

Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Environmental Science & Technology.

É incrível que essa bactéria possa realizar todo esse processo, e identificamos uma enzima-chave responsável por quebrar os materiais plásticos

Dra. Ludmilla Aristilde, professora de Engenharia Ambiental na Escola de Engenharia da Universidade Northwestern

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Ludmilla Aristilde

Professora de Engenharia Ambiental na Escola de Engenharia e pesquisadora do Centro de Biologia Sintética da Universidade Northwestern

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Environmental Science & Technology (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia completa na página da Universidade Northwestern (em inglês).

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