Cada año, en el planeta se fabrican cientos de millones de toneladas de plásticos derivados del petróleo, y una porción enorme de esa producción tiene un destino tan previsible como sombrío: termina abandonada en ríos, suelos y océanos, o arde en incineradores que engrosan la cuenta de gases de efecto invernadero. Es un material que tarda siglos en degradarse, que se fragmenta en partículas cada vez más pequeñas hasta colarse en el agua que bebemos y en el aire que respiramos, y que se ha vuelto uno de los símbolos más persistentes de una economía que aprendió a producir mucho, pero todavía no a cerrar el círculo. La ciencia lleva años buscando alternativas a esa lógica de un solo sentido. Y una de las más prometedoras acaba de dar un paso concreto en un laboratorio de Barcelona.
Allí, un estudio liderado por la Universidad de Barcelona (UB) —la principal universidad pública de Cataluña y una de las instituciones de investigación más importantes de España— logró producir un bioplástico biodegradable de alto valor industrial a partir de almidón de papa sin procesar, en un único proceso que dura apenas 24 horas. El polímero se llama polihidroxibutirato, o PHB por sus siglas, y la novedad no está solo en el material, sino en el atajo: obtenerlo directamente de un subproducto agrícola abundante y barato, sin pasos intermedios de purificación ni transformación previa de la materia prima.
Qué es el PHB y por qué importa
El polihidroxibutirato es un biopolímero biodegradable que numerosas bacterias fabrican de forma natural como reserva de energía, algo así como el equivalente microbiano a la grasa que acumulan otros organismos. Esa condición de origen biológico marca toda la diferencia. Frente a los plásticos convencionales, que provienen del petróleo y persisten durante siglos, el PHB deriva de fuentes renovables, se degrada en el ambiente y ayuda a cerrar parcialmente el ciclo del carbono, reduciendo la acumulación de residuos persistentes en los ecosistemas terrestres y marinos.
Su comportamiento, además, es comparable al de plásticos de uso masivo, lo que lo convierte en un candidato serio para reemplazar materiales fósiles en envases y otras aplicaciones. El obstáculo, hasta ahora, fue siempre el mismo: producirlo de manera eficiente y a un costo capaz de competir. Y es justamente ese cuello de botella el que la ingeniería genética vino a atacar.
Una bacteria rediseñada desde adentro
El equipo trabajó con Bacillus subtilis, un microorganismo seguro, no patógeno y ampliamente utilizado en la biotecnología industrial para producir enzimas y compuestos químicos. Es, en la jerga del sector, un caballo de batalla: crece rápido, resiste bien las condiciones de cultivo y se deja manipular genéticamente con facilidad. Y, sin embargo, su potencial para fabricar PHB había permanecido en gran medida inexplorado. Los intentos previos chocaban una y otra vez contra el mismo techo: la bacteria acumulaba menos del 13% de su peso seco en forma de polímero, un rendimiento demasiado modesto para siquiera imaginar una producción a escala.
Para romper ese límite, los investigadores recurrieron a técnicas de edición genética basadas en CRISPR-Cas9 —la herramienta que permite modificar el ADN con precisión quirúrgica— y rediseñaron el metabolismo del microorganismo desde adentro. La estrategia combinó varios ajustes que se refuerzan entre sí: integraron y activaron de forma permanente el gen phaA, sumaron una expresión controlada del operón phaRBC —el conjunto de genes responsables de armar el polímero— y, sobre todo, incorporaron el gen amyQ, que codifica una enzima llamada α-amilasa. Esa última pieza fue la que cerró el circuito: la α-amilasa permite que la propia bacteria degrade el almidón de la papa sin que sea necesario procesarlo antes. Todo ocurre dentro del mismo cultivo, en una sola etapa, a lo largo de 24 horas.
El trabajo, publicado en la revista científica Bioresource Technology, fue liderado por Pere Picart, profesor de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación de la UB, con aportes destacados de Mercedes Berlanga, de la misma facultad y del Instituto de Investigación de la Biodiversidad de la universidad (IRBio).
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Los números del avance
Con esa combinación de modificaciones, los resultados hablaron por sí solos. En cultivos a escala de laboratorio, el equipo obtuvo 11,3 gramos por litro de biomasa y 5,8 gramos por litro de PHB, con una acumulación del 51,8% del peso seco celular. Dicho de otro modo: más de la mitad del peso de la bacteria pasó a estar compuesto por el bioplástico, un salto enorme frente a aquel 13% que hasta hace poco marcaba el límite. La pureza del polímero, por añadidura, resultó comparable a la de los estándares comerciales.
«Las tecnologías como esta representan una oportunidad real para convertir un problema ambiental en un recurso valioso», resume el equipo de investigación, que destaca el aporte del método a una economía más circular y descarbonizada.
