¿Se puede convertir la madera en plástico?
La mayoría de los plásticos que usamos hoy en día provienen del petróleo. Por ejemplo, la producción de estireno, un hidrocarburo aromático que es el compuesto base para fabricar poliestireno (uno de los plásticos más comunes), es un proceso que requiere mucha energía y depende de hidrocarburos derivados del petróleo.
Sin embargo, la biología sintética busca cambiar este paradigma. Uno de sus objetivos es reemplazar procesos químicos industriales por procesos biológicos, usando microorganismos modificados genéticamente —las llamadas factorías celulares— capaces de producir compuestos útiles a partir de sustancias simples como la glucosa o la xilosa, que puede obtenerse de residuos vegetales y las maderas.
Un punto clave en estos procesos es elegir el microorganismo adecuado (conocido como "chasis") para la producción deseada. Esto no es sencillo, ya que muchos de los compuestos utilizados o producidos, como los hidrocarburos aromáticos, son altamente tóxicos para la mayoría de los seres vivos.
En este contexto, el grupo de investigación liderado por Juan Luis Ramos en la EEZ-CSIC ha logrado avances importantes. Identificaron la cepa DOT-T1E de la especie Pseudomonas putida como extremadamente resistente a disolventes orgánicos y han diseñado una ruta biológica para producir estireno a partir de azúcares. El proceso consta de tres etapas: 1. Producción de fenilalanina a partir de glucosa. 2. Conversión de la fenilalanina en ácido trans-cinámico y 3) Descarboxilación del ácido trans-cinámico para obtener estireno.
Uno de los mayores retos del proyecto fue diseñar una enzima capaz de realizar la última reacción, ya que no existe de forma natural en procariotas. En su tesis doctoral, Ana García-Franco ha diseñado una nueva proteína que puede llevar a cabo la reacción de síntesis de estireno de manera eficiente. Este trabajo, en colaboración con el grupo de J. Gavira (IACT-CSIC), acaba de ser publicado en la revista mBio, y revela el mecanismo molecular de la reacción gracias al estudio de la estructura de la proteína y el diseño de mutantes.
Este avance abre la puerta a producir plásticos como el poliestireno a partir de recursos renovables como residuos vegetales, materia orgánica urbana y madera, reduciendo nuestra dependencia del petróleo y acercándonos a una industria química más sostenible.
Más información: García-Franco A, de la Torre J, Godoy P, Duque E, López C, Gavira JA, Ramos JL. 2025. Characterization of a consensus-designed trans-cinnamic acid decarboxylase for styrene biosynthesis. mBio 0:e00714-25. https://doi.org/10.1128/mbio.00714-25
Contacto: Juan Luis Ramos (jlramos@eez.csic.es)
