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Bacterias que aprenden a comer plástico. Hablamos con Manuel Ferrer

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Bacterias que aprenden a comer plástico. Hablamos con Manuel Ferrer

En este episodio de *Hablando con Científicos*, se entrevista a Manuel Ferrer, investigador del CSIC, sobre un innovador estudio publicado en *Trends in Biotechnology*. El equipo logró reprogramar la bacteria Escherichia coli para que degrade plástico PET (tereftalato de polietileno), el material común en botellas de agua y fibras textiles, sin necesidad de añadir genes externos. Tradicionalmente, para que una bacteria degrade plástico se le insertaban genes de microorganismos naturales, pero esto implicaba crear organismos genéticamente modificados con posibles efectos secundarios en su metabolismo. En cambio, los científicos utilizaron inteligencia artificial, supercomputación y la herramienta de edición genética CRISPR para modificar proteínas propias de la bacteria. Analizaron todas las proteínas de la membrana de E. coli (entre 1.000 y 5.000) para identificar huecos donde las moléculas de plástico pudieran alojarse de forma estable. Luego, con solo dos o tres mutaciones, reprogramaron esas proteínas para convertirlas en enzimas capaces de romper el plástico en sus componentes básicos (ácido tereftálico y etilenglicol), que pueden ser reutilizados para fabricar nuevo plástico. Aunque es una prueba de concepto, este método evita las controversias éticas de los transgénicos y permite crear microbios recicladores de manera rápida y eficiente, ofreciendo una solución prometedora para reducir la contaminación por plásticos en mares, ríos y suelos.

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9900 Words, 59614 Characters

Spanish
[Música] Hablando con científicos Un programa de ciencia es punto com para divulgar los avances de la ciencia contados por sus protagonistas. [Música] Con Ángel Rodríguez Lozano. [Música] Hoy os invitamos a escuchar. [Música] Bacterias que aprenden a comer plástico. Hablamos con Manuel Ferrer. [Música] El plástico que usamos en las roteillas y en bases tarda siglos en degradarse y contamina mares, ríos y suelos. Pero, y si unas bacterias pudieran comerselo. Manuel Ferrer, nuestro invitado en hablando con científicos, es uno de los investigadores del CESIC que junto a sus colegas del centro de computación de Barcelona. Al logrado enseñar a la bacteria esquerique a coli, una bacteria muy común en los laboratorios, a degradar el plástico. [Música] La clave ha estado en una técnica que combina inteligencia artificial, supercomputadores y CRISPR, el famoso corta y pega genético. En lugar de añadir genes de otras especies, los científicos reprogramaron las propias proteínas de esquerique a coli para que aprendiera a romper el plástico. [Música] ¿Y cuál fue el resultado? Pues bueno, la bacteria consiguió deshacer nanopartículas de plástico y transformarla en compuestos que incluso se pueden reutilizar. [Música] Por ahora es solo una prueba de concepto, como llaman los científicos, pero abre un camino fascinante, el de crear microbios recicladores, capaces de liberarnos de la montaña de residuos que amenazan el planeta. [Música] Hablamos con Manuel Ferrer Martínez, investigador científico del Consejo Superior de Investigación de Científicas en el Instituto de Catálisis y Petroleo Química, y también en la Teodrático Universidad, jefe del Grupo de Biotecnología y Sistemas. Y le hemos llamado para hablar de un artículo muy interesante que se ha publicado en Trenzo Biotecnología en el que se habla de reprogramar bacterias para que aprendan a degradar plásticos. Esto sin emplear un ADN externo. Ahora nos explicará ante todo un saludo. Muchísimas gracias, Manuel, por participar en hablando de científicos. Hola, buenos días. Son placer para mí está en el programa. Hablamos de reprogramar bacterias para que aprendan a degradar plásticos. Bueno, ¿qué tipo de plástico o no? No, no, no. No hay plástico a tantas clases que quizás convien empezar por ahí, ¿no? Sí, sí, vamos. Concibo contigo que la verdad que cuando hablamos de plásticos, pues hay muchos tipos y lo podemos adiar yo con lo mismo el plástico de una botella de agua, que es de una bolsa que cojamos en el supermercado. Y en particular nosotros trabajamos en el terrestre alato de polietileno, que es un plástico. Es un polimero que se utiliza como un mente en la fabricación prácticamente de todo lo que nos rodea, de botellas, en base de alimentos y fibras testiles. Y básicamente la diferencia respecto a otros plásticos es que pertenece a la familia de lo llamado poliesteres. Se obtienen a partir de demólegura mosa encilla, que es el ácido terrestálico y el polietileno. Y a través de un proceso de polimedización se forma un enlace ester, que posteriormente es fácil de degradar entre comillas, a diferencia de otros plásticos como el polietileno o el polipropileno, que es una cadena de carbónos, y entonces no tiene ningún grupo reactivo, y por lo tanto son muy difíciles de romper. Entonces, el terrestre alato de polietileno a diferencia de otros plásticos, es que tiene justamente este enlace poliester, que lo hace posible de degradar. Y es justo ahí lo que trabajamos y nos entramos y además, es uno de los plásticos más presentes en el medio ambiente, como contaminante, y por eso creo que es bastante importante el diseño o implementar tecnología que permitan degradarla. O sea, cada vez que compramos una botellita de agua, de esta, que se compra en cualquier sitio, precisamente para poder aguantar este verano tan torrido que hemos tenido, estamos utilizando ese tipo de plástico. -Justo, sí. No sé si recuerdas hace unos años hubo unos contenedores en Galicia, con pellets plásticos. -Sí, lo recuerdo, porque me llamó la atención que los pellets son, como pequeñas esferas, sucibintros de plástico, de tamaño pequeño, de unos milímetros, y que sirven como materia para la fabricación de esos embases, y botellas y demás. Y en 2023, en diciembre, se produjo un derrame, o sea, un barco perdió unas cuantas detonedadas de estos pellets y se dispersaron prácticamente por toda la costa, contaminando una gran parte de las costas de Galicia. -Ese es el terrestrialato de polietileno puros. Entonces, esos pellets luego se funden y con unos aditivos adecuados, que están homologados, es de dónde se producen ya las botellas. Justamente, es simplemente para que los que nos escuchan, vean la diferencia entre esos pellets, que la botella al final viene de esos pellets, que acabaron en nuestras playas en Galicia. Bueno, pues, final se funden, se añade unas ideas aditivos, para que se haga todo moldeable y ya partir de ahí se pone a la botella. Pero sí, la medida de la botella con las que nos encontramos están hecho del pell original o bien como llaman, pell hecho de otras botellas, porque se ha reciclado. -Y el gran problema es que, bueno, son muy duraderos, aparte de sus capacidades que se pueden hacer transparente, que podemos tener la botellita de agua sin que el agua se salga, evidentemente todas esas cosas, pero es lo malo que alguna vez que van al vertedero, como se quede en el vertedero, y aguanta muchísimo tiempo. -Sí, porque aunque comentaba al principio, que tienen un elacés, que lo hace rompible entre comillas, es muy duradero. Y el tronado fundamental es que es muy difícil de degradar a temperaturas inferiores a 60 grados, que es la temperatura de transición, donde el plástico ya empieza a verse como un poquito moldeable. Entonces, claro, como la mayoría de nuestro mediamente, esta temperatura muy inferiores a esos 60 grados, imaginemos que la temperatura ambiente, en cualquier océano, cualquier río en suelos, donde acaba la mayoría de estos plásticos, hay temperaturas muy inferiores, y entonces, aunque hay microganismos, que producen encima que degradan, este tipo de plástico, realmente lo hacen a una velocidad extremadamente lenta, porque a esa temperatura el plástico es tan rígido, que la encima, la medida de la cima, no lo degrana. Aunque hay alguna que sí lo hacen. O sea, que hay ya en la naturaleza algunas baterías, entiendo que degradan ese tipo de plástico, pero que, logricamente, su eficacia, compara además con la cantidad de plástico que generamos a la rueda de poco tiempo, logricamente no dan abasto, digamos para de graza. Sí, lo que tenemos que pensar es, la revivía es que ha tenido la naturaleza de adaptarse a una molécula que no existía hasta hace 100 años, porque la medida de procesos bioquímicos o biológicos que conforman nuestro genoma o el senoma de cualquier microganismo, planta, etc., ha sido un proceso de evolución donde la presencia determinada molécula se ha hecho adaptarse a las encima del microganismo, pero el plástico ha parecido nuestra vida, a 100 años aproximadamente. Ha sido el ese transporte o esa degradación del plástico, al medio marino, en forma de partículas o a nuestras aguas en ríos, o sobre lo que ha hecho, que son microanimos adaptan a sus enzimas para que degradan esas moléculas y lo han hecho en un tiempo muy rápido, se evolutivamente, muy corto plazo. Sí, pero, pero, lo sai, y ya se sabe, y hay estudios que dicen que la proporción de enzimas en medio marino, en microvanas es muy alta. Hablamos de enzimas, enzimas son ciertas moléculas que generan esa batería y que entiendo que atacan ese tipo de plástico en concreto y cuando hablas de lo degradan, entiendo que lo que hacen es romper las moléculas. Sí, justamente. Si lo degradan, finalmente, la mayoría de ellas lo degradan en los dos componentes principales, para que nos sacamos una idea de cómo funciona una enzima que de graa plástico. Aunque a reya no semen mucho los antiguamente, cuando pasamos una tarjeta de crédito en un datafono, era como un datafono que tenía una especie de abertura y pasaba la tarjeta. Las enzimas contienen igual, contienen un centro activo que está muy en la superficie de la estructura globular que tienen y justamente tienen un centro activo tres aminoácidos, en el caso particular del PET, que es lo que hacen es unir ese plástico y empezar a cortarlo en unidades más pequeñas. Y entonces es como una tarjeta de crédito. El plástico va pasando por el centro activo que tiene una especie de inditura y poco a poco cada vez que pasa por ese centro activo. que es el responsable del corte, pues lo va cortando. Entonces lo puede cortar en tamaños más grandes o más pequeños, dependiendo del tipo de encima y la forma de la inditura o como está expuesto hacia el exterior. Pero básicamente al final, independiente de que lo corte en trozos más pequeños o más grandes, al final incluso los trozos más pequeñitos los siguen cortando y entonces al final la mayoría de ellos acaban en las moléculas que originalmente se utilizan en la industria para producir el terrestre la tuve polietireno, que son el ácido terrestallico y el etilenglico. O sea que ese es el objetivo llegar a esa molécula y esa molécula ya no son contaminantes o sea ya se pueden degradar mejor, existen más bacterias que las puedan degradar y convertir en algo que el sea inocu. Claro, en a nivel industrial el objetivo es utilizar esta sencima para producir esa molécula y directamente con esa molécula ya volver a hacer la repolimerización para volver a formar el plástico y hacer nuevas botellas, lo que se llama botellas hecha de otras botellas. Pero en la naturaleza si ya hay microlanimos que son capacetes de metabolizar, es el tilenglicol y ese ácido terrestallico. Hay microlanimos, no todos los microlanimos son capacetes de hacerlo, pero ya hay microlanimos que son capacetes de metabolizarlo. O sea que entonces la estrategia consiste en, digamos, animar a ciertos microorganismos para que hagan ese trabajo de una manera más eficiente, o sea, los naturales, porque iríamos demasiado despacio, el ritmo que estamos generando esos plástroos. Claro, exactamente. Y esas tecnologías han utilizado ya, pero utilizan, según dice el general típulo, genes externos a esa bateria con lo que tenemos ahí, organismos que han sido modificados, genéticamente, pero con genes externos a ellos. Cáo, justo. La naturaleza es sistem bateria, si es microlanimos, que son capacetes de agradar este plástico tipo PET. ¿Por qué pasa el claro? El furad de eso en torno, cuando tratamos de hacer un proceso industrial imaginemos o una planta de puradora para quitar microplásticos o una noplástica, pues fuera de su entorno natural esos microorganismos no crecen bien y no funcionan bien. Entonces plantear tecnologías biotonológicas para la eliminación o reciclaba de plásticos, utilizando esos microganimos que se encuentran naturaliza, y no es muy acertado. Entonces, ¿qué es lo que hacemos? Entonces, la mayoría de la gente ha optado por utilizar bacterias o microlanimos, modelo que se utilizan ampliamente los laboratorios en la industria, que crecen muy bien, de las que disponemos un montón de herramientas de velocidad molecular y de velocidad sintética que nos permiten modificarlo, pero el problema es que son microlanimos como la batería cherry chagoli, no tienen capacidad de degradar plástico. Entonces, la única forma que una batería hasta ahora de degradar plástico era incorporarle esa encima o ese genes de una batería que de forma natural sí de gradas PET y coger ese microlanimo de ese, ese, ese genes de ese microlanimo natural y introducirlo en nuestra batería modelo y saber que crece muy bien y se puede producir a escalando la industria de la industria de la industria, sin problemas. Pero claro, siempre estamos hablando de utilizar una batería modelo de laboratorio e introducirle un gen externo. Por las connotaciones éticas que lleva el hacer un organismo genéticamente modificado y las implicaciones o problemas que la inserción de un gen externo a la propiedad de la batería puede tener, porque puede tener un efecto en su crecimiento y en su metabolismo que hay que estudiar en cada caso, porque si a una batería le introducimos un gen externo, potentiendo de la naturaleza de ese gen externo, podemos afectar de una manera u otra al crecimiento al metabolismo de esa batería. Entonces, así es como se ha hecho tradicionalmente, si queremos que una batería que no hace que no transforma una molécula o no de gran plástico lo haga, no nos queda más remedio hasta ahora, la única forma era introducirle un gen de otro microorganismo que sí de la edad. Eso es lo que había hasta ahora, pero llegáis vosotros y dais un paso, un paso novedoso en ese sentido, que consiste en reprogramar lo que ya existe dentro de esa batería. A ver cómo es eso, cuéntanoslo. Nosotros voy a resumirlo. Después de muchos años de ciencia hemos acumulado un montón de información sobre las encimas que degraban plástico. Sabemos dónde tienen localizado normalmente los centros activos, que están en la superficie, sabemos los aminoácidos que participan en la catalisis, sabemos la geometría de esos centros activos como tienen que estar orientados para que de forma eficática y grave en plástico. Entonces lo que nos propusimos el profesor visto guayar del centro de supercomputación de Barcelona y nuestro grupo del TSIQ fue con todo este conocimiento, porque no hacer proteínas artificiales, es decir, coger una proteína que no degrada plástico y utilizar programas de simulación para ver si esa proteína tiene algún hueco donde se puede acumular el plástico. Y entonces una vez que encontramos un hueco donde se puede posicionar esa molécula de plástico durante un tiempo definido y en una posición energéticamente favorable, entonces hacer pequeñas mutaciones o sustitucciones de los aminoácidos que interacionan en ese hueco de forma que podamos simular la geometría de ese centro activo que las encimas tienen en la naturaleza. Entonces, si podemos convertir una proteína que no degrada plástico y popet en otra que si lo hace, así logramos por ejemplo transformar, con reprogramar una proteína, por ejemplo formadora de poros que no degrada la pet en una que si lo hace. Entonces lo que nos propusimos es entonces pues es justamente ampliar una nivel de genoma con las connotaciones que tienen los organismos genéticamente modificados, que supusimos coger una bacteria e intentar que degrada la pet no introduciendo un geren externo sino reprogramando una de sus propias proteínas. Entonces lo que analizamos es utilizamos todas las proteínas del genoma de la bacteria, en este caso, Xerichacoli, que es una bacteria modelo, que además es segura, que conocía como segura, con lo que se podría utilizar para cualquier desarrollo posterior. Y entonces con con las herramientas de inteligencia artificial, que hay para la creación de modelos estructurales como alfafol, que está tan tan de moda, produjimos los modelos correspondientes, las estructuras 3-dimensionales, y al final lo que hicimos fueron simulaciones como leculas tipo plástico para ver dónde contábamos huecos, donde se podían acomodar esos plásticos y luego transformar los encentros activos que degrada eran plásticos. De esta forma logramos transformar o reprogramar algunas proteínas de la propia bacteria en proteína que si degrada eran plásticos de forma que simplemente si utilizamos herramientas, de dicion genómica, tipo CRISPR, pues podemos sustituir la proteína nativa de esa bacteria, por otra versión con dos o tres mutaciones de forma que pudiéramos transformar la bacteria en una que si degrada era PET, sin introducir ningún genes eterno. Y dado que solo se introducen dos o tres mutaciones en el genoma, pues se podría conseguir al que esa bacteria no es genéticamente modificada. Bueno, ahí hay unas diferencias sutiles, ¿no? Sí, que es la pentre muchísimo factor, pero vamos a seguir con eso, hablas de analizar todas las proteínas de una bacteria cuantas proteínas tienen una batería de estas. En este caso en particular nos centramos más en las proteínas que estaban en la membrana, porque el problema de los plásticos es que esas partículas no pueden pasar en la membrana celular, porque las partículas tienen un tamaño de migras y los poros de las baterias son más pequeños. Dependiendo del genoma de la batería o del micromanimo y bueno, que se pueden hacer estructuras tritmensionales con la herramienta de inteligencia artificial con la subquente calidad, pues podríamos estar hablando entre mil, 2 mil, 3 mil, 4 mil. Tenemos que tener en cuenta que nuestro genoma, por ejemplo, genoma humano puede tener hasta 20 mil y una batería de las pequeñitas puede tener entre mil, 2 mil, 3 mil genes entre, bueno, pues estamos hablando de un número de proteínas. Pero vamos ahora con la ventaja de tener colaboraciones o posibilidades de centro de supercomputación que nos permiten hacer todos los cálculos y simulaciones en cuestión de minutos hasta donde yo recuerdo en conversaciones con el profesor Guayar. Yo creo que estamos hablando de la análisis de genoma completos en cuestión de vías y la reprogramación completa de una batería la podemos hacer en cuestión de 2 o 3 meses. Eso yo creo que hubiera sido impensable hace 5 años. Nosotros cuando empezamos a hacer el primer diseño de una proteína artificial de estas características, yo creo que es una batería de una batería de 1 mil y 3 mil. Pero que nos llevó un año dos, realmente todos los desarrollos de supercomputación, herramientas de simulación, inteligencia artificial, alfafol, nos permite hacer ahora los cálculos en tiempos muy pequeños de forma que un genoma de entre mil o cinco mil proteínas, incluso genoma, no se podrían analizar en cuestión de meses ahora. Bueno, pues ya tenemos ahí la vastéria, ¿no? Tenéis que buscar esas las proteínas adecuadas cuando hablamos de proteínas, estamos hablando de moléculas que están, digamos, en sus genes, que los genes son los que contienen la fórmula de esa proteína, que luego fabrica la vastéria y es esa proteína luego la que puede degradar el plástico, ¿no? Es esa sequencia más o menos. Así que tenéis ahí un conjunto de proteínas muy grande por los que veo y sólo computacionalmente y con una supercomputadora realmente se pueden analizar todas las posibilidades, porque tendréis que ir mirando ahí, digamos, cada proteína trozo a trozo para buscar ese lugar adecuado, ¿no? Sí, sin un super ordenador sería prácticamente imposible. De hecho, nosotros cuando analizamos todas las proteínas, puede haber distintos huecos dentro de la misma proteína donde el plástico puede acomodarse, o sea, porque básicamente lo que hacemos es una vez que tenemos la estructura trinimensional de la proteína, lo que hacemos es simplemente hacer que la molécula tipo PET se ponga contacto con la proteína y entonces mediante un proceso de simulación donde las dos moléculas, tanto la molécula de PET como la proteína vibren y entonces ese plástico pueden encontrar diferentes huecos donde acomodarse, encuentra un hueco superficial y entonces se acomoda bien en la superficie, entonces dentro de cada proteína pues puede haber, por ejemplo, dos, tres, cuatro huecos o ninguno, que en mucho caso no tenemos ningún hueco, porque el plástico es demasiado grande o la molécula no tiene ningún hueco, es super rígida, entonces no, no se puede acomodar y en otras, sin embargo, podemos tener dos, tres o cuatro huecos y luego posteriormente una vez que saca como de en el hueco, tenemos que hacer un ranking, porque por decirlo en una palabra normal, lo interesante es que la molécula esté lo más cómoda posible y entonces podemos hacer un ranking en base al tiempo en el que esa molécula se posiciona en ese hueco y la energía, es decir, el grado de comodidad que tiene esa molécula en ese hueco pues podemos hacer un ranking donde consideramos que el hueco tiene más probabilidad de que finalmente pueda convertirse en un centrativo, o sea que es de alguna manera conseguir que existe una atracción, digamos, entre ese plástico y la molécula de la superficie de la vastéria, que existe una atracción que les permitan ponerse en contacto, todavía no estamos hablando de cortar la minada parecido, o sea, simplemente es que existe una atracción entre ellos, sí, yo no sé si es el símil aveguado pero es mucha vez cuando nos sentamos en un sofá delante de, estamos leyendo un libro o estamos escuchando este podcast, no siempre estamos en una posición cómoda, si nosotros estamos sentados pero podemos cambiarnos un poco la posición dentro del sofá hasta encontrar una posición en la que estemos realmente cómodos, pues esto es lo que se hace con la super computación y con las herramientas de simulación tipo PLE que son las que se utilizan en el grupo del profesor Guayar, básicamente encontrar ese hueco y esa posición en la que realmente la molécula esté cómoda y se puede hacer un ranking porque puede haber muchísimas posiciones y entonces bueno a través de ese ranking por nosotros sabemos por dónde empezar. O sea que ya con ese proceso lo que haces es seleccionar ya un conjunto de proteínas que son los sofácidos neos para esa molécula no de plástico, así que una vez que tenéis ya eso ahora que haces. Los siguientes ver qué aminoácidos dentro del secuaco, qué aminoácidos de la proteína están interaccionando o están más cerca del plástico. Cuando hablas de aminoácidos, recordemos que esos aminoácidos son los bloques básicos con los que se construye la proteína, hay 20 clases de aminoácidos que se van uniendo y que forman dependiendo de la disposición que tengan entre ellos una proteína determinada. Lo que hacemos es sustituirlos porque al final sabemos que el plástico tipo PLE que contiene un polyester se necesitan tres residuos catalíticos, que es una serina, una estidina y una espartico o un glutamico. ¿Qué son tres de los 20 aminoácidos que mencionaron antes? Sí, lo que hacen es atrever de una atracción nucleophilica entre el grupo hidroxilo de la serina y el grupo ester del plástico se inicia la atracción y el corte. Y entonces lo que hacemos es que esos aminoácidos que interacionan con el plástico, lo que hacemos es cambiar los computacionalmente por los tres que sabemos que son necesarios y entonces pues imaginemos que hay tres o cinco o diez aminoácidos de ese hueco que están a una posición de uno, dos, tres amstrón de ese plástico con lo cual sabemos que van a interaccionar por lo que hacemos es computacionalmente sustituir esos aminoácidos por esto que se necesita hasta encontrar en que aminoácidos tenemos que producir que sustitución, que mutación serina estidina parte para hacer que la distancia del laces sea la última para que haya un corte y entonces lo que hacemos lo que hacemos de eso entonces nuevamente hacer un ranking, decir pues bueno pues estas posiciones son las que hay que cambiar cuesta o estas otras entras al final pues tenemos un listado de mutaciones que como máximos eran tres porque se necesitan tres aminoácidos porque de forma natural alguna vez te pasa que la proteína contiene en ese hueco una serina por ejemplo de forma natural con lo cual sólo habría que introducir dos. Vale o sea que realmente lo que estamos haciendo en ese caso es que como ya tenemos la molécula y el sofá podemos decir en ese sofá en ese punto de contacto ahí lo que hay que buscar es que exista justo las moléculas adecuadas para que no sólo se acople la molécula en sofá y no que además en ese momento como se quieren tanto digamos la corte. Sí justo, sí sí sí sí sí sí sí ya estaría bien bien bien resumido. Bueno pues ya que hablamos de sofá vamos a tomarnos un pequeño descanso y volvemos en seguida. Estáis escuchando hablando con científicos un podcast de cienciaes.com para divulgar la ciencia de la mano de sus protagonistas. En nuestra página web cienciaes.com podéis encontrar más de 500 entrevistas con científicos de todas las disciplinas. Os invitamos a escucharlas y compartirlas en redes sociales con vuestros amigos y conocidos. Cienciaes.com ofrece un conjunto de podcasts de acceso libre y gratuito a través de iTunes, Spotify, Google Podcasts, Evox, Tuneiñ y muchas más plataformas. Todo en cienciaes.com Continuamos hablando con Manuel Ferrer Martínez, investigador científico del Consejo Superior de Investigaciones científicas en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, esa de más catedrático de universidad y jefe del grupo de biotecnología de sistemas. Y estabas explicando cómo mediante métodos de computación, evidentemente, se han probado multitud de posibilidades para hacer que una proteína que ya existe en la bacteria y que tenga una característica especial que al entrar en contacto con el plástico se acopla a él, ponías el ejemplo de cuando nos sentamos en un sofá y introduciendo unas mutaciones muy concretas, se consigue que es encima que hemos modificado pueda degradar el plástico, puede cortar la molécula de plástico en moléculas más pequeñas y empezar así a degradarlo. Pero claro, estamos hablando de métodos computacionales porque la cantidad de posibilidades a probar es inmensa, todavía no nos hemos metido, digamos, en el laboratorio a fabricar los encima y mucho menos a modificar esa vastéria. Lo que tenemos que tener en cuenta que ahora mismo, por ejemplo, es muy fácil producir proteínas, porque se pueden sentirizar, o sea, el precio para sintetizar proteínas y probarlas en laboratorio es bajo, pero aún así, no podemos sentirizar hinto de proteínas para probarla porque entonces nos llevaría más tiempo la validación experimental y la parte computacional. Entonces, ahí es donde la parte computacional es clave, en hacer justamente ser ranking que nos diga, por ejemplo, de estas diez proteínas, consideramos que estas variantes, esta 50 variante, por ejemplo, son las que hay que centrarse y si no funciona, por ver la siguiente. Y lo que es importante es lo que llamamos en la aprendizaje, la inteligencia artificial más sirle en mí, es con la información experimental de esa variante, de eso mutante, aprendemos a modular nuestras simulaciones, aprendemos a cómo realizar nuevas proteínas artificiales, todo el que vamos aprendiendo cómo tienen que ser el sohuecos, cómo tienen que ser la geometría, cómo tienen que estar dispuestos, cuál tienen que ser los ángulos entre los aminoácidos que van a hacer el corte, entonces los datos experimentales y es algo que ahora prácticamente en todos los estudios o investigaciones que se hacen que impliquen inteligencia artificial, es justamente eso, aprender de los metadatos experimentales para optimizar las herramientas de inteligencia artificial y así con esa aprendizaje, todos podemos hacer mejor de diseño, que justamente el paso que tendremos que atir realmente. Claro, la inteligencia artificial se permite hacer todas las pruebas que les de la gana, digamos, y no y lógicamente en cuestión de tiempo no es comparable con tener que andar en laboratorio, la volando todo el proceso, o sea que ya vais a tiro hecho la inteligencia artificial, lo que hace es una criba tremenda al principio y os deja ya apuntando a lugares más probable, ¿no? Para emblar, pero claro, luego viene, ahí tenéis que manejar ya moléculas reales, ya no estamos hablando de inteligencia artificial, ya hay que meterse en el laboratorio y empezar a diseñar y a cambiar ahí incluso, a tomo por a tomo, no sé, sí, sí, o sea, para saber exactamente dónde se pueden meter y cómo se pueden meter ahí, hay una labor tremenda, ¿no? Sí, aquí básicamente ya la herramienta de sientes y dejen el, la verdad que está bastante, es algo que ya sea, sea resultado bastante bien, entonces antigamente yo de hecho cuando empecé mi tesis doctoral, hace ya un tiempo, o sea, hacer mutaciones realmente y llevaba meses, meses o años, ahora mismo ya hay empresas que se dedican a sientetizar DNA, sientetizar genes con lo cual si nosotros a partir de las técnicas computacionales no dicen que la posición 125 hay que cambiar un aminoácido por una serina, la posición 1525 por otro directamente en nosotros sientetizamos esa secuencia y una vez que sientetizamos la incorporamos en lo que se llama un plasemidio, que es un trozo DNA sintético que utilizamos para incorporar a una vastaria para que produzca la proteína de interés y entonces lo que sientetizamos es la proteína nativa que no contiene esas mutaciones que nos han sugerido desde los análisis computacionales y luego las variantes que enturía computacionalmente se predicen como que pueden degradar plástico de forma que siempre vamos a tener la comparativa. Ese proceso actualmente la sientes y de escena, asociento de genes se puede hacer en un tiempo relativamente sencillo y corto, o sea ahora podemos estar hablando de que empezamos la sientes de un genes hasta que tenemos el genes en el laboratorio pues puede pasar aproximadamente tres, cuatro semanas, o sea que bueno y luego ya, o lo que es la producción y los ensayos invitro que digamos pueden llevar también un par de meses, o sea que bueno tampoco, tanto la parte computacional como la parte de sientes y de genes no es algo que requiera mucho demasiado tiempo, yo creo que está resuelto y empezás al complejo, yo creo que ya incluso hay empresas acetican las sientes y de genes. O sea que bueno, en ese caso ya tenemos digamos el punto de ataque, el que queremos de agradar un plástico concreto, tenemos unas proteínas que pueden interactuar y que pueden cortar ese plástico, hay que modificar los genes adecuados en la vastéria para que fabricen esa proteína, ese geno es hay que introducirlos en la vastéria y luego hay que ver si funciona. Claro, hasta ahí todo es teórico, no? Sí, sí. Hay que ver si funciona o no funciona. Claro, efectivamente, si nosotros invitro una vez que necesitamos el gen mutantes y luego a partir de ahí producimos la proteína modificada, pues invitro, ponemos las partículas de plástico con contacto con la proteína, verificamos si tiene actividad, pero claro, como comenta, una vez que verificamos que la proteína, efectivamente, de grada ese plástico, claro, lo bueno, hay que introducirla en el genoma de la vastéria, porque la idea no es introducirla como convencionalmente se hace con un plasmid externo, con un trocito de DNA que contiene por un géner resistencia antibiótico y nuestro géner de forma que pegamos introducirla bacteria, no? Nuestra idea es sustituir el gen nativo del genoma por el gen modificado. Y eso se hace por tecnologías de edición genómica, que también, bueno, es algo ya se está utilizando, de hecho, ya se utilizan para estas tecnologías se utilizan también para curar enfermedades en humanos, también se utilizan en plantas y se utilizan en microgánimos y bueno, pues básicamente tenemos nuestro gen, nuestro gen viene codificado en una RNA y dentro de lo lo que se hace es justamente poner en contacto una molécula de RNA con el genoma de la bacteria y luego una vez que se reconocen, pues añadir una encima que lo corta y lo sustituye por el gen mutante con lo cual, bueno, al final tenemos una bacteria, eso nos puede llevar actualmente yo creo que entre dos y tres meses actualmente. Y dentro de bueno, pues al final tenemos una nueva bacteria, es exactamente igual que el anterior, es que la que teníamos originalmente, pero con dos o tres mutaciones en un gen en concreto, con lo cual, en principio, el siguiente paso sería, bueno, pues vamos a ver si hasta dos o tres mutaciones, que son muy pocas si estamos hablando de miles de genes, pues pueden tener un efecto en la bacteria, a nivel de crecimiento. Claro, al final estamos modificando su ADN y ahí esa proteína que fabricaba antes no es exactamente igual que la que es fabrica ahora, aunque la diferencia sea muy poco. Nosotros de esta forma, si me ha olvidado comentar algo muy importante al principio y es que cuando modificamos una proteína computacionalmente, nos aseguramos que las mutaciones que estamos incorporando para incorporar un nuevo sitio que corta el plástico, estén alejados del centro activo que le permite a esa proteína realizar su función natural. Por ejemplo, si estamos hablando de una proteína que fue forila glucosa y tiene un centro activo en una posición de la molécula, por nos aseguramos y computacionalmente le decimos al ordenador, si encuentras un hueco que esté cercano al hueco donde la encima tiene el centro activo que le permite funcionar de forma natural, entonces descartarlo. Con lo cual, nos aseguramos que si introducimos un centro activo artificial que corte plástico, no afecte en teoría a la función original de esa proteína. Y de hecho, eso es algo que vemos porque cuando luego, cuando ya hemos editado genómicamente el cheliche acólico con lo mutante que si de graban terrestre a la altura de polietileno, en forma de anónoma particular, no vemos un efecto al menos las proteínas que nosotros hemos trabajado y que nos nos organizamos, que hemos trabajado, no hemos visto un efecto negativo ni en crecimiento ni en el fenótico, con lo cual consideramos que la tecnología permite una ventaja frente a las técnicas convencionales, porque las técnicas convencionales es introducir también por CRISPR un gen exógeno externo al fenómeno o bien con un plasmido, también externo un trocito de DNA sintético, pero en muchos casos, y nosotros lo vemos en el laboratorio, hay un efecto considerable, lo que es el crecimiento de sabásteria global, si queremos implementarlo, por ejemplo, en un proceso industrial, realmente eso tendría el efecto negativo, pero eso depende de caso a caso, así que si que verdad, o sea, no hay que decir que si aplicamos esta tecnología a todas las proteínas, no vamos a encontrar ningún efecto, depende de la localización de esa proteína y si hay un efecto en esas mutaciones que puede haber, pero en principio, nosotros hasta el momento no nos encontraban ningún efecto negativo. O sea, eso quiere decir que vosotros una vez que tenéis esa vastéria, digamos modificada genéticamente, en el sentido de que se le han añadido esas mutaciones, nada más, en una proteína que es de la propia vastéria, y ahí está lo importante, se multiplica normalmente, la podéis tener el laboratorio y veis que no tienen ningún efecto en la vida normal de, digamos, de la vastéria. La diferencia es que cuando se le añade esos plásticos, tiene una, digamos, función más. Sí, sí, y justamente eso, es su función y otra adicional, sí. Y además la ventaja que tiene, por ejemplo, a utilizar una vastéria modelo como cherry chacol y que crece muy bien a temperatura ambiente, es que esa proteína funciona muy bien a esa temperatura, con lo cual, cuando encuentro un plástico, lo va a degradar en teoría de forma eficaz a esa temperatura, o sea, con lo cual podríamos pensar, por ejemplo, en sistema de degradación o de reciclado de de peor prácticamente a tres. 37 grados. Bueno, sabemos que los procesos de graduación de plástico son complejos porque el plástico tiene demasiada rigidez. Entonces, ahí podríamos aplicar esto mismo a una bacteria que fuera, por ejemplo, termófila. De forma que pudieramos degradar plástico, por ejemplo, es redes diseñar o reprogramar una bacteria que crezca 60 grados y como su proteína son estables a 60 grados, podríamos asegurarnos de degradar plástico a 60 grados. Es el entoría, como las herramientas son generalistas, es decir, todas las herramientas computacionales que utilizamos se pueden utilizar en proteína de cualquier genoma y las técnicas de dicción genómica se pueden aplicar en teoría también a cualquier organismo. Entonces, extrapolar esta prueba de concept para degradar plástico en la bacteria como que lo que no se utiliza, en este caso se dicha coli a otro tipo de conversiones, a otro tipo de plásticos o otro organismo sería posible. O sea, que realmente estáis abriendo un camino nuevo en ese sentido que tiene un montón de posibilidades. Claro, hay cuestiones laterales que influyen mucho en el desarrollo de todas estas investigaciones, porque sabemos que hay por ahí problemas con los tronjénicos. Ese son problemas reales, pero sí legales en Europa concretamente. Y este organismo realmente no se puede considerar transgénico en ese sentido. No. Ahí es un punto importante y lo hemos estado comentando con colaboradores recientemente. No lo mismo en la regulación y las implicaciones éticas, por ejemplo, que hay a nivel de micro-organismo, de plantas o de humanos. Y por ejemplo, la regulación de lo que se puede llamar una planta atragénica o no está cambiando ahora. De hecho, va a cambiar ahora. Hasta ahora, si tu coges a un micro-organismo o una planta, le metes un exógeno externo a la propia planta, ya es un organismo genéticamente modificado con las implicaciones éticas y sobre toda la nivel europeo sería impensable plantear su uso en cualquier sola cricola o procesión industrial, sería muy difícil. Pero con esta tecnología ahora, por ejemplo, la Unión Europea, lo que está diciendo es que si no añades un gen externo y incorporas solo unas sede de mutaciones puntuales en el genoma, entonces ya no se considera atragénico. O sea, la regulación va a cambiar. Lo que nosotros creemos es que este tipo de tecnologías, es decir, donde reprogramamos el propio genoma de una planta o de una bacteria, de forma que solo introduciendo dos o tres mutaciones puede tener la función que nosotros queremos. Pues, entonces, ya dentro de la regulación europea ya no pasaría a ser organismo genéticamente modificado. La Unión Europea se plantea este tipo, hecho, se ha estado debatiendo durante mucho tiempo porque de forma natural hay muchos organismos, todos los microorganismos o todos los organismos en general, por procesos de evolución van incorporando mutaciones a la záp, claro, y entonces no somos organismo modificado genéticamente. Entonces, la Unión Europea o el Parlamento Europeo, lo que está diciendo es, bueno, de forma natural, se producen esas mutaciones y no pasa nada, pues, entonces, bueno, pues, vamos a sacar fuera de lo que se llaman organismo genéticamente modificados variantes de bacterias, por ejemplo, de microanimos o de otros organismos que sin añadir un gen externo, pero que contengan un número de mutaciones muy pequeñitas, pues, se puedan utilizar, entonces, bueno, esa regulación ha cambiado ahora. Y entonces, bueno, pues, herramienta de este tipo, yo creo que vienen, pues, como anillo al dedo, a lo que es el diseño de organismo, es que sin añadir la enna de externo con todos los condicionantes esticos, los que pudieramos incurrir, pues, se pudieran modificar de forma que hagan algo que nosotros queremos o simplemente les ayuden a ser más estables en condiciones o de agradar algún contaminante o querer hacer para producir cualquier producto. O sea, ahora mismo las bacterias, por ejemplo, se utilizan, exterrichea colisea e colisea incluso para producir vainigina, que es la molécula que está en la vainilla. Pero claro, estamos hablando de que exterrichea colisea puede producir vainigina, pero incorporándole un montón entre comillas de gen externo. Claro, si pudieramos hacerlo sin introducir externo, pero simplemente introduciendo unas pequeñas motaciones que cienan que su propio genoma lo produjerá, pues, entonces, estaríamos hablando de un escenario completamente diferente. Aunque, bueno, está un poco alejado todavía de esta prueba de concepto, pero yo siempre tener la cabeza la idea de, por ejemplo, las enfermedades liso somales en nuestro caso. Son enfermedades, de hecho, la prueba de talón, que nos hacen cuando hacemos para ver si tenemos deficiencias en alguna encima, en particular, en cimas que están involucradas en el metabolismo azúcares o delípido. Ya sabemos ahora que nuestro genoma, cuando tiene deficiencia en una encima particular, puede hacer que, de mayor, podamos tener una enfermedad liso somal, que puede tener un montón de enfermedades. Pues bien, esa gente que tiene la enfermedad liso somal, entonces, hay que darle suplementos de esas en cimas. Porque si nosotros fuéramos capaces de, por ejemplo, de reprogramar una de nuestras propias proteínas para que pudieran hacer esa función sin necesidad añadir una de esternos, ese sería un ejemplo claro de una de las aplicaciones a nivel médico, por ejemplo, de utilizar la tecnología que hemos implementado. O sea, por hablar ya, por hacer una transferencia de lo que es una bacteria que hemos utilizado en el laboratorio a un organismo ya complejo como nuestro, en un caso particular, porque las enfermedades liso somales están asociadas a la deficiencia en una encima particular, que no tenemos algunas personas. Y entre bueno, ahí abordar la reprogramamación desde dentro, pues, es siempre un incorporar ningún elemento extraño, yo creo que siempre es deseable. Sí, es un camino nuevo. Volviendo a la bacteria, la degradación de plástico, en ese supongo ya que ya tenéis que con todo este proceso llegáis a una bacteria que ha sido reprogramada, que es capaz de degradar el plástico que he resultado, se había habido. Cámonos nosotros, la primera versión de proteínas y de la bacteria diseñada, la mejor de las proteínas que hemos encontrado está justamente en el periplama de la membrana. El periplasma, que es exactamente. El periplasma es justamente cuando estamos hablando de cualquier organismo como nuestra piel, pues el periplama es la zona de la membrana que queda entre la piel externa e interna. O sea, que está por debajo de la superficie. Justo. No están las superficies, sino por debajo. Sí, bueno, de hecho la membrana de bacterias tipo Echerichakoli son una serie de lípidos que lo que forman, pues es una membrana, una piel externa de contacto con el exterior y una piel entre comillas interna donde está ya todo el cito plama. Justamente ese espacio que queda es el periplama. Por nuestra proteína, pues estaba localizada en el periplama y entonces la única posibilidad que había de probar invivo que esa bateria de grada a PET era utilizando nanopartículas. No, nanopartículas sí que pueden entrar por los poros de la membrana y entonces esos poros cuando llegan el periplama y encuentran a esta proteína reprogramada, pues entonces lo degradaba. Entonces, los resultados que estuvimos era que si producíamos utilizamos partículas de terrestre de la tuya de polietileno que tenían alrededor entre 2 y 4 nanometros a 37 grados y en un tiempo de 24 horas, esta bateria era capaz de degradar casi por completo a estas nanopartículas. Y además, si complementábamos esta bateria reprogramada con otros genes que también metabolizaban los productos de graduación resultantes que era el ácido terrestálico y el etilenglicol, por lo que hacíamos era que la bateria además no solo degradara la nanopartícula de plástico, sino que también utilizar los productos de graduación para crecer. O sea como alimentos, claro, a medida que degradaba plástico, pues que decía y degradaba más. Entonces, bueno, pues al final y podíamos producir también un producto de alto valor añadido porque utilizable el etilenglicol resultante de la de graduación de nanopartículas para crecer como fuente de carbono y el ácido terrestálico lo podíamos transformar en un producto de alto valor añadido que es un compuesto fenólico, que es el protocatecuato, que es un actuacidante que se puede utilizar para muchísimas cosas y es además un compuesto interesante para la industria química. O sea, que bueno, y al final, justamente eso, la posibilidad de hacer que la bateria de graduar a pet y al mismo tiempo utilizar una producto de graduación para crecer lo que hacía era potencial de graduación porque la bateria crecía y al tener más biomasa de graduada más. Muy interesante y el siguiente paso, ¿cuál es? El siguiente paso es y es lo que estamos trabajando es intentar hacer los mismos diseños pero no con una proteína de membrana sino con una proteína que la bateria es pulsa al exterior o que sea de la membrana externa de forma que pudiera degradar no solamente las partículas pequeñas en las partículas más grandes de forma que se podrá utilizar pues para cualquier sistema de degradación en medio natural porque en el medio natural la mayoría de las nanopartículas que tenemos no tienen un tamaño tan pequeño de dos nanometros, o sea, se tienen un tamaño más grande, entonces la idea es utilizar la misma tecnología para reprogramar otras proteínas que estén localizadas en la membrana por ejemplo de forma que puedan degradar particular más más grandes. Claro, ve ya simplemente por contacto puedan declarar el práctico. Puesto. Sí, si nosotros, o sea, para hacer una idea, no reguercatamente, pero yo creo que entre unos 10 y 40 millones de toneladas de plástico acaban en nuestros suelos o cianos o incluso en el aire que tienen un tamaño entre migras y nanometros. Entonces, pues diseñar una bacteria que no solamente es de grave y vivo, o sea, de forma que crezca y de gran al mínimo tiempo, no solamente partícula de tamaño de nanometros sino cientos de nanometros, por ejemplo, sería ideal porque eso es el tamaño medio de las partículas que se pueden encontrar en el medio ambiente. Bueno, eso sería una verdadera maravilla, ¿no? Porque además, si se alimentan del plástico y crecen ese reproducen más plástico que degradaría, eso sí contar con otras aplicaciones posibles. Tábamos podríamos decir, bueno, porque con esta batería puede haber alguna aplicación industrial o biotenológica. Bueno, nosotros creemos que sí, el futuro seguro que surge algo y la razón fundamental está en que ya se están haciendo sistema de filtración de agua. Ya sabemos que el agua del grifo o el agua de mar contiene micropartículas o nanopartículas. Entonces, bueno, a veces ya se están, ya hay proyectos europeos y hay industria que ya están implicadas en el desarrollo de membranas con en fin más para degradar las nanopartículas y entonces pues, bueno, integrar de este tipo de microlanimos en plantas de depuración, por ejemplo, sería lo ideal. Y no necesitaníamos trasladar un microlanimo del laboratorio a esa planta de tratamiento de agua. Podríamos coger un microlanimo presente ya en ese agua y reprogramarlo. Y entonces volver a introducirlos en las consideraciones éticas, que digamos, sería una posibilidad. Porque, de hecho, seguramente lo se va a muchotar de los que nos están escuchando, pero uno de los problemas de cómo acáman los plásticos en nuestros uólogos agrícola y en nuestro parque es el uso de la agua que viene de las depuradoras. De las depuradoras, sí, sí, claro. Justo, porque no sacaban y lo dato la verdad es que cuando, cuando vemos lo dato que se han reportado en las publicaciones científicas, si te quedas asombrado porque se está hablando de cientos o de escenas de miligramos por kilo de suelo, pero acabo, no estamos hablando de un regadío puntual. Son regadios costantes. Sí, sí, que se van acumulando cada vez más, claro. Sí, entonces, bueno, si pudiéramos hacer tecnologías bien enzimáticas o bien microbianas, como las que planteamos en este trabajo, por ejemplo, para la eliminación de particular de plástico en el sistema de depuración de agua, pues, entonces yo creo que con eso se evitaría muchísimo de los problemas, problemas que no vemos ahora. Claro, nosotros vemos los macroplásticos, que lo que vemos que se acumula y se ve muy fácil, como el caso que contaba al principio de los pellets, de las costas que llega, pero sí, el problema fundamental también es, como manejamos el tema de los microplásticos, que ya sabemos que tiene un efecto en la salud, y no solamente nuestras, sino de la mayoría de los seres, bueno, casi todos los seres vivos hace poco leí yo un trabajo, que estaba catalogado alrededor de 3000 especies, donde se habían encontrado efectos ya catalogados y cuantificados desde los microplásticos y nada más, o sea, que cualquier tecnología para la eliminación o por lo menos en la planta de depuración de agua, que yo creo que sería deseable. Muy bien, pues esperemos que esto siga adelante, que para eso necesitamos precisamente estas investigaciones, porque tenemos problemas, problemas que nosotros mismos hemos creado y tenemos que buscar las soluciones y una solución rápida, porque los problemas crecen a una velocidad tremenda. Y esta sería una posibilidad muy asequible, además, que una vez conseguida una vastera adecuada, eso es que se pueda reproducir y alimentar, además de eso microplástico, con lo que sería la solución ideal, ¿no? Cuanto más plástico, más vasteres, porque se alimentan de ellos. Sí, sí, y luego ya, bueno, intentar desarrollar uno de las investigaciones que más interés tiene ahora es incorporar la la ciencia de los materiales con la ciencia de la biología, y entonces intentar incorporar estas vastéreas reprogramadas. En materiales diseñados a la carta para hacer sistema de filtración sería lo ideal. Ya va el paquete completo, ¿no? Sí, sí, sí, ahora mismo yo creo que muchas de las empresas están justamente trabajando en esa línea, en integrar la parte de biológica, con la parte de materiales, para integrar ambos, para implementar el sistema mexto, optimizado para soluciones ad hoc, para problemas que están planteando en el día a día, y necesitan soluciones rápidas y más comentados. Muy interesante, ahora que podríamos estar hablando mucho más hora de todo esto, estas investigaciones llevan años y el lógicamente reducirlas aquí en una hora cuesta mucho trabajo. Pero bueno, nos hemos hecho una idea de que consiste, la verdad es que me parece fascinante, pero no quiero llegar al final y despedirme sin mencionar al equipo con el que ha trabajado, ¿no? Es equipo que ha sido fundamental para hacer todo esta investigación y para llegar a esa publicación que hemos mencionado al principio. Habló a medir el equipo. Sí, el equipo es un equipo multidisciplinar, porque al final, bueno, como equipos nacionales participamos con la colaboración, bueno, hemos desarrollado el trabajo liderándolo por igual, el profesor Vistro Gallar del Centro Supercomputación de Barcelona y nosotros como CESI, nosotros más en la parte de devalidación de la tecnología y el Centro Supercomputación de Barcelona en la parte de las simulaciones y todas las análisis computacionales. También está la espino del Centro Supercomputación de Barcelona, que es nuestro un baño de Discovery, que es una espino también en la parte computacional, la Universidad de Barcelona. Y luego también hay una serie de grupos europeos o colaboradores europeos que también tienen bastante experiencia en encima, si en microorganismos que degradan plástico, porque claro, cuando tú diseñas una bacteria que de grava plástico y, media también te sugele a dios, si va a ser mejor que otras bacterias que de forma natural de gran plástico. Bueno, pues hemos colaborado con grupos que nos han aportado el no-how y ejemplo de bacterias que de forma natural de gran plástico de forma que pudieramos comparar. También nos han aportado genes que nos han permitido transformar los productos de graación, como el Atlético, el Tereftálico en producto de alto valor añadido. Y sobre todo también grupos que nos han ayudado en suiza, bueno, los grupos antiguos de Senán en la Universidad del Dusseldorf y la Universidad de Amburpo en Alemania. Y luego también había participado, y yo creo que la contribución también ha sido una tablo en grupo en suiza que justamente se encarga en ver el tamaño de las partículas, porque para demostrar que la bacteria escapa de degradar las partículas tienes que demostrar previamente que las partículas que vas a probar tienen el tamaño adecuado de entre dos, cuatro, cinco nanometros, entonces bueno, pues ahí había mucha noisim de microscopía que bueno que nos ha ayudado básicamente a ver el soproto de de graación. Y bueno, pues realmente ha sido una investigación multidisciplinal, yo diría, gente experimental en distintas temáticas y investigadores en la parte de supercomputación, intercord. Yo creo que ha sido el ejemplo de una investigación que sin todas esas piezas de distintas áreas no vida, no vida sido posible. Es una colaboración que yo diría que es de los tiempos modernos y actuales. Yo creo que sin colaboraciones de este tipo y uniendo las las bondades entre comillas de la de la parte insílico de supercomputación, inteligencia artificial, simulaciones y partes pre mental, no solamente ya nivel de enzimático, enzimología, bioquímica, de biología de sistemas, de de biología sintética, cómo modificar genomas y y luego microviología y pues sin todo ello. Yo creo que se huirá así en posible y yo creo que ese tipo de colaboraciones multidisciplinades, yo creo que son la clave de las investigaciones modernas. Claro, son las claves para afrontar problemas de este tamaño, que es que al final son problemas que afectan a toda la tierra y que le tenemos que poner con toda alguna manera, porque así no vamos de mal empeor. Así que bueno, pues en hora buena, en hora buena por por por este trabajo, me queda una última pregunta que siempre hago porque como hay ahí estudiantes que nos están escuchando y que algunos de ellos puede estar interesados en dedicarse en el futuro a investigar, a investigar este tipo de problema les viene muy bien vuestro ejemplo ¿no? ¿Cómo has llegado ahí? ¿Cómo te dedicaste tu, cómo llegaste a dedicarte a estas cosas ¿no? ¿Cuánta no se doja? Sí, buena pregunta, bueno, en primer lugar, animo a los jóvenes y a las jóvenes que se animen por la investigación porque yo creo que la preparación que tiene una hora y los conocimientos que están queriendo tanto en la unidad y la ciudad como los más genial, además tienen unos conocimientos también en la parte de bienformática computación y reto nuevos retoclobales que yo creo que los hacen posicionarse en el momento adecuado para afrontar y solucionar los problemas que tenemos ahora. Yo llegué aquí, yo estudié, simplemente por hacer un pequeño resumen, yo estudié Química Industrial, yo soy Dalmería, estudié en Granada, Química Industrial y bueno, el último año de carrera pedí lo que se llama una beca de introducción a la investigación que en estos momentos se llama "high-high-inter" de CESIC y aunque en principio mirea era, pues, Química Industrial trabajar en la optimización del proceso cuando vemos en una industria de reactores y vemos una tubería pues cómo se tienen que hacer esa conexión para que haya la mínima pérdida energía. Pero cuando yo pedí la "high-inter", la beca de introducción a la investigación me mandaron a Madrid a un laboratorio del profesor Antonio Ballisteros, aquí en el Instituto de Catálico y Pétroleo Química, para trabajar una cosa que no tenía que ver con lo que estuviera en la carrera, en CEMAS justamente y en la parte más biológica. Y bueno, pues, ahí aprendí a cómo trabajar las encimas, en ese momento dependíamos mucho de las encimas que nos podían suministrar las empresas y a partir de ahí pues me dediqué a hacer un postdoque en Alemania para moverme más a la parte microviología, a ver cómo a partir de los genomas, microbianos, podemos tener nuevas encimas. Pues, normalmente llegó el auge de la ingeniería de proteínas, aprendimos a cómo extraer proteínas de microónimos en la naturalidad haciendo expediciones más metránios, por ejemplo, para coger muestras de las profundidades para extraer DNA y más encimas, luego modificarlas, luego aplicarlas a procesos industriales. Y a partir de ahí, sobre todo, hemos llegado a este trabajo porque aprendiendo de todas las capacidades de las encimas e microónimos que contramos la naturaleza, intentar mejorarlos para afrontar los problemas. Porque claro, con lo que tenemos no podemos abordar los retos que tenemos ahora como como ha comentado en algún momento en la entrevista. Entonces, ese paso de cómo podemos utilizar el conocimiento acumulado de lo que haya la naturaleza de encima de microónimos. Y luego, utilizando herramientas computacionales, cómo podemos hacer nuevos diseños que nos ayudan realmente a afrontar el suploma. Yo creo que ha sido el nexo de unión entre lo que empecé haciendo y lo que hago ahora. Y realmente lo que me da cuenta es que yo empecé estudiando una cosa de la universidad y me dedico a otra completamente diferente. Entonces, yo creo que tenemos capacidad para adaptarnos a los nuevos retos. Además, ahora podemos encontrar información a tiempo real, en internet, redes sociales y demás en tiempo muy cortos. Y entonces, nos podemos ir adaptando. De hecho, hay estudiantes que han estudiado a biología, que luego se mueven en la parte bienformática y son capaces de afrontar esos retos. Entonces, realmente, animo a la gente aquí también, tenga la idea de afrontar retos que no necesariamente están relacionados con lo que han estudiado, porque sé que van a tener la capacidad y la información y el no-how que se pueda obtener, no solamente ya de la grupo de investigación que cada vez son más potentes en España y en Europa y en el resto del mundo. Y entonces, bueno, pues ahí ya animo justamente a esa evolución constante en la que tenemos que estar todos incluidos, no solamente nosotros como científicos, científicas, sino todo el mundo. Es una tienda que está en ese. O sea, que voluemos la reprogramación, ¿no? Tenemos que reprogramarnos, y, verdivamente, constantemente, si queremos ahí ir adaptándonos, lo hacemos a día de nuestro día a día, y entonces, bueno, pues a nivel de abordar retos de proyectos, de investigaciones y demás, yo creo que es importante y animo a la gente a la gente joven, a que se metan el mundillo de la ciencia, creo que se pasa bien y yo creo que al final, con desarrollo de este tipo, y lo vemos a diario realizar estas investigaciones y esto resultado, yo creo que te lleva uno no solamente ya a nivel personal, sino ya viendo que puedes abordar retos global y yo creo que. Y además lo necesitamos, no les decencia, estamos necesitando cada vez más porque los retos son importantes. Bueno, pues lo que me queda es agradecerte estas palabras, agradecerte todas estas explicaciones, porque sin vuestra ayuda a la hora de divulgar estas cosas, no podemos entenderlas y creo que es necesario, así que muchísimas gracias por este tiempo que nos hace dedicado y por estas enseñanzas, y nada, adelante ya sabes dónde estamos, podemos seguir hablando porque entiendo que las investigaciones continúen y volveremos a hablar en un futuro, por supuesto. Muchísimas gracias por participar. Nada, muchísimas gracias a ti y vamos, espero que todos los siguientes del postcard, ya se ven donde estamos y bueno, para cualquier consabesente de estar aquí, para cualquiera la aclaración o si buscan también algunos retos científicos, ya pueden ponerse en contacto, ya que nada ha sido un placer. En la página web pondremos referencias para que cualquiera que quiera ampliar o quiera saber más lo puede hacer, pero ahora nos despedimos, como os he dicho, hemos hablado con Manuel Ferrer Martínez, del investigador científico en Consejo Superior de Investigaciones Identíficas, en el Instituto de Catálicis y Petróleo Química, y Cataratrico de Universidad y jefe del Grupo de Biotecnología de Sistemas. Lo dicho Manuel, muchísimas gracias y hasta la próxima. Nada, tío, nos saludo. Y como siempre, antes de despedirnos, tengo que recordar que hablando con científicos y el resto de los podcasts de cienciaes.com, son posibles gracias a vuestra actuación. Es nuestra única fuente de ingresos. Así que si escuchar nuestras programas, si te gustan y todavía no te has unido al grupo de mecenas, ánimo, un ETA. Visita cienciaes.com, pucha el botón de donar y elige cualquiera de las opciones que hay sofrecen. Han escuchado ustedes hablando con científicos, con Ángel Rodríguez Lozano. Cienciaes.com, ciencia para escuchar.

Podcast Summary

Key Points:

  1. Investigadores del CSIC y el Centro de Supercomputación de Barcelona han reprogramado la bacteria Escherichia coli para degradar plástico PET sin usar ADN externo.
  2. La técnica combina inteligencia artificial, supercomputación y CRISPR para modificar proteínas propias de la bacteria, convirtiéndolas en enzimas que rompen el plástico.
  3. El PET es un poliéster presente en botellas y fibras textiles, difícil de degradar en condiciones ambientales por su rigidez a bajas temperaturas.
  4. Las bacterias naturales que degradan PET son ineficientes a escala industrial, por lo que se optó por reprogramar una bacteria modelo de laboratorio.
  5. El proceso analiza miles de proteínas bacterianas para identificar huecos donde el plástico pueda alojarse, y luego se modifican con pocas mutaciones para crear centros activos degradantes.
  6. Este enfoque evita las connotaciones éticas de los organismos genéticamente modificados al no introducir genes externos.
  7. El resultado es una bacteria que transforma nanopartículas de plástico en compuestos reutilizables, abriendo la puerta a microbios recicladores.

Summary:

En este episodio de *Hablando con Científicos*, se entrevista a Manuel Ferrer, investigador del CSIC, sobre un innovador estudio publicado en *Trends in Biotechnology*. El equipo logró reprogramar la bacteria Escherichia coli para que degrade plástico PET (tereftalato de polietileno), el material común en botellas de agua y fibras textiles, sin necesidad de añadir genes externos. Tradicionalmente, para que una bacteria degrade plástico se le insertaban genes de microorganismos naturales, pero esto implicaba crear organismos genéticamente modificados con posibles efectos secundarios en su metabolismo.

En cambio, los científicos utilizaron inteligencia artificial, supercomputación y la herramienta de edición genética CRISPR para modificar proteínas propias de la bacteria. Analizaron todas las proteínas de la membrana de E. 000) para identificar huecos donde las moléculas de plástico pudieran alojarse de forma estable.

Luego, con solo dos o tres mutaciones, reprogramaron esas proteínas para convertirlas en enzimas capaces de romper el plástico en sus componentes básicos (ácido tereftálico y etilenglicol), que pueden ser reutilizados para fabricar nuevo plástico. Aunque es una prueba de concepto, este método evita las controversias éticas de los transgénicos y permite crear microbios recicladores de manera rápida y eficiente, ofreciendo una solución prometedora para reducir la contaminación por plásticos en mares, ríos y suelos.

FAQs

Degradan el tereftalato de polietileno (PET), un poliéster usado en botellas y envases de alimentos.

Usaron inteligencia artificial, supercomputadores y CRISPR para modificar proteínas propias de la bacteria, sin añadir ADN externo.

Porque a temperaturas inferiores a 60 °C, el plástico es muy rígido y las enzimas naturales lo degradan muy lentamente.

No se introducen genes externos, solo se reprograman proteínas propias de la bacteria con unas pocas mutaciones.

Se obtienen ácido tereftálico y etilenglicol, que pueden reutilizarse para fabricar nuevo plástico.

La reprogramación completa se puede hacer en 2 o 3 meses, gracias a supercomputadores e inteligencia artificial.

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