Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/237/17
Ciudad de México, 27 de octubre de 2017

• El organismo tiene la capacidad de reducir un aditivo del policloruro de vinilo (PVC).
• Investigadores mexicanos buscan generar una producción a gran escala de las enzimas que produce el hongo, las cuales participan en la degradación de dicho plastificante.

Fusarium culmorum crecido en caja Petri conteniendo agar extracto de malta como medio de crecimiento durante 7 días.
Foto: M.C. Ángel González Márquez.
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Un equipo de científicos encabezado por Carmen Sánchez Hernández, del Centro de Investigación de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Tlaxcala (UATx), amplía la investigación del hongo Fusarium culmorum, que posee la capacidad de degradar un aditivo del policloruro de vinilo (PVC) en cuestión de sesenta horas.

Los plastificantes son aditivos que se emplean para proporcionar flexibilidad a los plásticos, de manera particular el grupo de investigadores se enfoca en la biodegradación de ftalatos (di etil hexil ftalato), aditivos usados en la fabricación del PVC.

“El organismo que estamos empleando es Fusarium culmorum debido a la capacidad que tiene de producir esterasas, enzimas que rompen los enlaces éster (compuestos orgánicos) presentes en los ftalatos, lo que permite la degradación de estos compuestos”, explicó Sánchez Hernández, doctora en biotecnología por la Universidad de Manchester, Inglaterra, e integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

Los hallazgos de la investigación ya fueron reportados en el artículo “Degradation of di(2-ethyl hexyl) phthalate by Fusarium culmorum: Kinetics, enzymatic activities and biodegradation pathway based on quantum chemical”, publicado en 2016 en la revista Science of the Total Environment.

Gracias a estos resultados, en mayo de este año el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) otorgó recursos económicos al proyecto “Biodegradación de plastificantes empleando hongos: purificación, caracterización, y mecanismos cuánticos de la catálisis de las enzimas cutinasas”, a través de la convocatoria de investigación en Fronteras de la Ciencia 2016, del cual es responsable Carmen Sánchez, “el apoyo es para la realización del trabajo en los próximos dos años”, informó la investigadora.

Biotecnología para la biorremediación
Los estudios que lleva a cabo la investigadora de la UATx pertenecen al campo de la biotecnología, en la que se utilizan organismos o de sus componentes ya sea celulares, subcelulares o moleculares para proporcionar bienes o servicios al humano. “La producción de yogurt, el tratamiento de aguas residuales y el cultivo de champiñones son algunos ejemplos de procesos biotecnológicos”, expuso Sánchez Hernández. Por otro lado, la biorremediación es el uso de organismos biológicos para degradar sustancias complejas (como los contaminantes) en sustancias menos complejas o que incluso pueden ser mineralizarlas completamente.

La científica consideró importante destacar que en la naturaleza los microorganismos son los principales medios para la degradación de los contaminantes químicos debido a la capacidad que tienen bacterias y hongos de producir enzimas microbianas, las cuales son responsables de la degradación de diversos compuestos complejos contaminantes.

En este caso, lo que se emplea en la degradación de los aditivos plásticos son las enzimas que produce el hongo, mismas que al romper los enlaces éster de los ftalatos, facilitan la degradación subsecuente del PVC.

“En el artículo citado y publicado por nuestro grupo, integrado por investigadores de la Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Iztapalapa y de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla, se demostró que Fusarium culmorum fue capaz de degradar altas concentraciones del plastificante (50 veces más altas que concentraciones estudiadas previamente) en 60 horas con una eficiencia de remoción del 99.9 por ciento.

En la actualidad el equipo de investigación se encuentra en la primera fase del estudio y la estrategia de biodegradación del PVC es empezar por la degradación del plastificante.

Lo que realiza Sánchez Hernández y sus colegas en el laboratorio es hacer crecer al hongo en matraces en presencia del plastificante y con espectrofotometría evalúan la producción de la enzima esterasa; cuantifican el porcentaje y la eficiencia de remoción del plastificante y determinan los compuestos que se producen como parte de la degradación del mismo empleando el método de cromatografía de gases acoplada a espectrofotometría de masas.

Con estos experimentos se ha encontrado que Fusarium culmorum tiene una capacidad muy prometedora para degradar plastificantes, ya que disminuye eficientemente altas concentraciones de este material. La especialista señaló que las futuras investigaciones se enfocarán en la purificación y caracterización enzimática para una eventual expresión y producción a gran escala de las enzimas involucradas en la degradación de dicho plastificante.

En entrevista para la AMC, Carmen Sánchez Hernández agradeció el esfuerzo y dedicación de sus estudiantes, que destinan largas jornadas de trabajo para contribuir a esta investigación, y al Conacyt, por las becas otorgadas a sus alumnos de posgrado y el apoyo financiero para la realización de este proyecto.

Elizabeth Ruiz Jaimes.