Descripción

Los plásticos derivados de la industria petroquímica son difíciles de eliminar del medio ambiente debido a su gran estabilidad y baja tasa de biodegradabilidad. A pesar de ello, su producción mundial actual alcanza más de 250 millones de toneladas, ya que son la base de muchos productos de alto consumo en la sociedad moderna. Esta producción desproporcionada genera efectos tremendamente negativos en el cambio climático debido, entre otras causas, al aumento de emisiones de CO2 a la atmósfera, consecuencia directa de su origen no renovable y de los procesos de producción/eliminación. PREDATIC plantea un enfoque multidisciplinar (Biología de Sistemas, Biotecnología Aplicada, Producción de Materiales Funcionalizados) para dar una respuesta innovadora a uno de los grandes retos de la sociedad actual, como es el problema generado por el uso masivo de los plásticos derivados del petróleo o polímeros sintéticos producidos mediante procesos no sostenibles. La implantación de los bioplásticos de origen bacteriano o polihidroxialcanoatos (PHA) en el mercado exige una reducción de los costes de producción, especialmente en el procesado de la biomasa bacteriana (downstream) ya que se trata de un bioproducto intracelular. Por tanto, el diseño de sistemas que faciliten la extracción del PHA bacteriano de forma competitiva es una de las claves para que disminuya de forma radical el coste final del producto, y para que estos procesos sean compatibles con el medioambiente. En este sentido PREDATIC propone como primer objetivo utilizar la bacteria depredadora Bdellovibrio bacteriovorus como herramienta biotecnológica en la que se requiera ruptura celular, como son los procesos de producción de bioplásticos bacterianos. Dado el amplio rango de presas que este depredador puede lisar, el proyecto PREDATIC pretende establecer un nuevo sistema de extracción de bioproductos intracelulares de amplio rango de huésped, extensible a bacterias Gram negativas utilizadas en Biotecnología como Pseudomonas putida y Escherichia coli recombinante. Se va a establecer un estudio a nivel sistémico de la bacteria presa (productora de bioplástico) y del depredador (agente lítico), para establecer las condiciones idóneas de depredación, en cuanto a los nutrientes necesarios, y de las mutaciones necesarias para diseñar un agente lítico con capacidad depredadora equivalente o mejorada a la cepa parental, pero incapaz de hidrolizar el PHA durante la depredación. En un segundo objetivo, se va a diseñar un sistema de procesamiento de la biomasa bacteriana mediante la generación de estructuras en la célula presa, similares a los bdelloplastos (célula presa redondeada con el depredador multiplicándose en su interior), pero en ausencia de la bacteria depredadora. Para ello, se van a utilizar agentes líticos derivados del arsenal hidrolítico del depredador como las endopeptidasas de peptidoglicano (PG) específicas de presa. Se va a utilizar este sistema en procesos donde se requiera evitar la acción de proteasas inespecíficas que forman parte del arsenal hidrolítico del depredador, como el aislamiento de gránulo de PHA con su superficie proteica intacta, funcionalizado con proteínas o péptidos de alto valor añadido.