Bio-superreciclaje de tereftalato de polietileno: diseño basado en modelos de consorcios microbianos sintéticos, hacia la revalorización de residuos plásticos, mediante el ajuste fino de la absorción de etilenglicol = Polyethylene terephthalate bioupcycling: Model-based designing of synthetic microbial consortia towards plastic-waste revalorisation by fine tuning ethylene glycol uptake

Abstract

Desde que comenzó la producción industrial de plásticos en la década de 1950, el volumen total producido ha superado el de casi cualquier otro material. Los plásticos son fundamentales para la sociedad actual y los podemos encontrar en todos los aspectos de la vida, desde envoltorios alimentarios a equipos médicos, e incluso en la ropa. Esto se debe a que se fabrican fácilmente y tienen propiedades excepcionalmente versátiles. Sin embargo, la producción en masa de este polímero ha tenido muchas consecuencias, como el impacto medioambiental a largo plazo y el efecto sobre la salud de la fauna marina. Por estas razones, se han desarrollado varias estrategias para reciclar plásticos. Los principales métodos de reciclaje incluyen el reciclaje mecánico, químico y recientemente biológico. Sin embargo, de estas tres técnicas, solo la última proporciona una tecnología verdaderamente “verde”. Es decir, una técnica en la que no se utilizan ni generan productos químicos agresivos y con la que el plástico se puede descomponer por completo y reutilizar para otros fines. Más concretamente, el bioreciclaje implica el uso de enzimas o microorganismos para la degradación del plástico. Esta será la estrategia analizada en esta tesis para la revalorización de ácido tereftalato (TPHA) y etilenglicol (EG), monómeros del plástico tereftalato de polietileno (PET), en polihidroxialcanoato (PHA) que es un biopolímero con propiedades similares al plástico producido por la bacteria Pseudomonas putida. En concreto, se analizará el papel de EG para comprender mejor sus implicaciones en el metabolismo de P. putida y cómo la regulación de su absorción podría ayudar en la optimización futura de la bioconversión de PET en PHA. En primer lugar, se realizarán simulaciones computacionales de un consorcio de P. putida degradante de PET y productor de PHA para optimizar la absorción de EG de cada cepa. En segundo lugar, se diseñará una estrategia que incluya sitios señuelo del represor del metabolismo de EG en P. putida (GclR) para intentar poder ajustar de forma fina la utilización de EG en P. putida KT2440. Los resultados obtenidos permiten concluir que: 1) una captación diferencial de EG de las cepas de P. putida simuladas computacionalmente podría ayudar a una mejor producción de PHA; y 2) un sistema señuelo para factores de transcripción basado en el sitio de unión del represor GclR podría, con mejoras adicionales, ajustar finamente el metabolismo de EG en P. putida KT2440.