Prospección de genes de enzimas degradadoras de microplásticos (PETasas) mediante minería de genomas microbianos y validación mediante clonamiento de expresión.

El uso masivo de plásticos a nivel global ha conducido a una acumulación significativa en el ecosistema debido a que solo el 10% es reciclado y el 14% incinerado, mientras que el resto se deposita en vertederos o contamina el entorno natural. La producción masiva y la resistencia química hacen que el tereftalato de polietileno (PET), uno de los plásticos mayormente utilizados, persista en el ambiente durante más de 450 años. En consecuencia, muchos de estos residuos o fragmentos se desechan en drenajes urbanos y terminan desembocando en ambientes marinos en varias formas, tales como los microplásticos (MP). En el Perú se ha reportado la presencia de MP en las playas costeras, encontrándose fragmentos de plástico resistentes en más del 80 % de las muestras estudiadas. En este contexto, el proyecto busca abordar esta problemática a través de la prospección de genes PETasas mediante minería de genomas microbianos. La falta de conocimiento a nivel molecular ha limitado el desarrollo de métodos biotecnológicos eficientes para la remoción de MP. La biodegradación del PET mediante la acción enzimática de microorganismos, se perfila como una estrategia eco-amigable y de bajo costo. Sin embargo, se requiere una comprensión integral de los genes PETasas para potenciar la eficiencia de los microorganismos. Mientras que a nivel global se han explorado algunas estrategias, la investigación en el Perú sigue siendo limitada, particularmente en la identificación de estos genes. Por lo tanto, se plantea como objetivo general identificar genes putativos de enzimas PETasas mediante minería de genomas microbianos y tamizado funcional para seleccionar microorganismos con capacidad de degradación de PET; secuenciar los genomas de los microorganismos seleccionados; identificar genes PETasas mediante análisis bioinformático y validar la función de estos genes mediante clonamiento y expresión. La metodología consiste en evaluar la biodegradación de PET en hongos y bacterias del banco de cepas del LMB y del CIByRGA mediante tamizado enzimático miniaturizado con detección de fluorescencia (HTS-fluorescence), y confirmación de la cuantificación de monómeros/oligómeros mediante HPLC. Se incluirá análisis de variación de masa y FTIR para detectar cambios en las bandas espectrales del PET biodegradado. Seleccionados los microorganismos, se secuenciarán los genomas para realizar minería e identificar genes PETasas. Finalmente, se llevará a cabo la validación funcional de estos genes mediante clonamiento de expresión. Se espera seleccionar al menos dos cepas microbianas con capacidad para utilizar PET como fuente de carbono, y la identificación de genes PETasas. El proyecto, no solo contribuirá al entendimiento de los procesos de biodegradación de MP-PET, si no también, al conocimiento sobre la identificación de genes PETasas en microorganismos mediante herramientas moleculares y bioinformáticas, lo que permitirá establecer estrategias para futuras aplicaciones biotecnológicas en el Perú, donde la investigación en este campo es aún incipiente.