Um estudo global em grande escala realizado por cientistas da KAUST (Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah) revelou que estes micróbios marinhos estão ampla e geneticamente preparados para consumir tereftalato de polietileno (PET) – o plástico duro utilizado em artigos de uso diário, como garrafas de bebidas e roupas.

Sua notável capacidade decorre de uma característica estrutural única de uma enzima que degrada o plástico chamada PETase. Esse recurso, denominado motivo M5, atua como uma assinatura molecular que sinaliza quando uma enzima realmente clivou o PET.

“O motivo M5 funciona como uma impressão digital que nos diz quando a PETase está ativa e é capaz de decompor o plástico PET”, explica Carlos Duarte, ecologista marinho e co-líder do estudo. “A sua descoberta ajuda-nos a compreender como estas enzimas evoluíram a partir de outras enzimas que degradam hidrocarbonetos”, diz ele. “Em um oceano deficiente em carbono, os micróbios parecem ter ajustado essas enzimas para usar esta nova fonte de carbono artificial, o plástico”.

Como surgiram os recicladores da natureza

Durante décadas, os cientistas acreditaram que o PET era quase impossível de degradar naturalmente. Essa crença começou a mudar em 2016, quando se descobriu que uma bactéria encontrada numa fábrica de reciclagem japonesa sobrevivia através do consumo de resíduos plásticos. Isto levou à criação de uma enzima PETase capaz de decompor polímeros plásticos em seus blocos de construção.

No entanto, não está claro se os micróbios marinhos desenvolveram enzimas semelhantes de forma independente.

Usando uma combinação de modelagem de inteligência artificial, triagem genética e testes laboratoriais, Duarte e sua equipe confirmaram que o motivo M5 distingue as verdadeiras enzimas que degradam o PET das inativas. Em experimentos, bactérias marinhas portadoras de todo o motivo M5 degradaram eficientemente as amostras de PET. Os mapas de atividade genética mostram que os genes M5-PETase são altamente ativos em todo o oceano, particularmente em áreas fortemente poluídas com plástico.

Distribuição global de micróbios comedores de plástico

Para compreender a difusão destas enzimas, os investigadores analisaram mais de 400 amostras oceânicas recolhidas em todo o mundo. PETases funcionais contendo o motivo M5 apareceram em quase 80% das águas testadas, desde redemoinhos superficiais cheios de detritos flutuantes até profundidades pobres em nutrientes, quase dois quilômetros abaixo.

No fundo do mar, esta capacidade pode dar aos micróbios uma vantagem significativa. A capacidade de consumir carbono sintético pode conferir uma importante vantagem de sobrevivência, observou Indicap Alam, pesquisador sênior de bioinformática e co-líder do estudo.

A descoberta destaca uma resposta evolutiva crescente: os micróbios estão a adaptar-se à poluição humana à escala planetária.

Embora esta adaptação revele a resiliência da natureza, Duarte alerta para o otimismo. “Quando o plástico chega às profundezas do oceano, já existem riscos para a vida marinha e para os consumidores humanos”, alerta. O processo de decomposição microbiana é demasiado lento para compensar o enorme fluxo de resíduos plásticos que entra nos oceanos todos os anos.

Transformando inovação em soluções do mundo real

No terreno, contudo, as conclusões poderão acelerar o progresso em direcção à reciclagem sustentável. “A gama de enzimas degradadoras de PET que evoluíram espontaneamente no fundo do mar fornece modelos otimizados em laboratório para a degradação eficaz de plásticos em refinarias e, em última análise, em casa”, diz Duarte.

A identificação do motivo M5 fornece um roteiro para a engenharia de enzimas mais rápidas e eficientes. Exibe propriedades estruturais que funcionam em condições ambientais reais, e não em tubos de ensaio. Se os cientistas conseguirem replicar e melhorar estes mecanismos naturais, a batalha da humanidade contra a poluição plástica poderá encontrar novos e poderosos aliados num dos locais mais inesperados do planeta: as profundezas do oceano.