Inspírese en la descomposición de proteínas para repensar el reciclaje de polímeros

Un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal Suiza de Lausana (EPFL) quería mostrar el potencial de los polímeros con una secuencia definida como respuesta a los desafíos de la economía circular al demostrar que la seda se puede convertir en una proteína que se utiliza en tecnología biomédica. Están inspirados en la naturaleza, y en las proteínas en particular, para ofrecer un nuevo enfoque al reciclaje de plásticos.

El paradigma actual en lo que respecta al reciclaje, en general, insta a que se tenga en cuenta que un material reciclado debe tener las mismas propiedades y propiedades que el material original.

Sin embargo, los vivos nos muestran todos los días que estamos equivocados. Tomemos las proteínas como ejemplo. Como el ADN, estas moléculas pertenecen a la familia de los polímeros. Estas cadenas muy largas constan de varios monómeros, los aminoácidos. Cada combinación de aminoácidos forma una secuencia que le da propiedades específicas a la molécula.

¿Qué sucede cuando estas proteínas se descomponen? Los aminoácidos que contiene pueden luego recombinarse libremente para formar nuevas proteínas con diferentes funciones.

Diseñar y reciclar materiales, inspirándose en las proteínas: ¿una forma posible?

Los organismos vivos se alimentan a diario de mezclas de proteínas y las “reciclan” para adaptarlas a las necesidades de sus propias células.

Si pudiéramos hacer lo mismo con los polímeros sintéticos, podríamos resolver muchos de los problemas del reciclaje de plásticos creando un ciclo de reciclaje sin fin.

Por tanto, los investigadores de la EPFL están interesados ​​en este mecanismo de despolimerización / síntesis ribosómica de proteínas. En uno Artículo publicado en la revista Advanced Materials, explican que desarrollaron el concepto de NaCRe (Reciclaje de Economía Circular Inspirado en la Naturaleza), un enfoque que se puede ilustrar con el siguiente ejemplo:

  • Se utilizan 3 péptidos cortos para producir proteínas fluorescentes verdes (GFP);
  • Las proteínas GFP se ensamblan con otras proteínas para formar proteínas rojas fluorescentes (mScarlet-i);
  • Las proteínas mScarlet-i luego se reciclan para otros usos.

Por tanto, este concepto bastante general se ha aplicado para convertir la fibroína de seda en una proteína que se utiliza en el campo biomédico. En particular, esto les permitió demostrar la viabilidad de reciclar estructuras poliméricas de alto peso molecular.

Representación esquemática del concepto de NaCRe. (Imagen: EPFL)

Un concepto que aún está en pañales

En uno presione soltar, Francesco Stellacci, Director del Laboratorio de Nanomateriales e Interfaces Supramoleculares (SUNMIL) en EPFL, es consciente de que el desarrollo de tales tecnologías solo será posible a largo plazo, y agrega que “Eso requiere un cambio real de mentalidad”.

Además, todavía no existe una tecnología que sea capaz de componer diferentes monómeros controlando su orden para obtener un polímero a medida.

Hasta ahora, los investigadores de la EPFL han logrado demostrar que es posible reciclar materiales a base de proteínas en un entorno controlado fuera de los organismos vivos. Con este trabajo quieren mostrar la asombrosa reciclabilidad de los polímeros con una secuencia definida según los principios de la economía circular.

Nazario Ortega

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