Bactérias que se alimentam de plástico são descobertas no oceano

Sob a superfície do oceano, bactérias desenvolveram enzimas especializadas capazes de digerir o plástico PET, o material usado em garrafas e roupas.

Por Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) com informações de Science Daily.

Nas profundezas do oceano, pesquisadores encontraram bactérias capazes de digerir plástico, utilizando enzimas especializadas que evoluíram juntamente com os detritos sintéticos produzidos pela humanidade.

Um estudo global de grande escala realizado por cientistas da KAUST (Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah) revelou que esses micróbios marinhos são amplamente disseminados e geneticamente preparados para consumir tereftalato de polietileno (PET) – o plástico resistente usado em itens do dia a dia, como garrafas de bebidas e tecidos.

Sua notável capacidade deriva de uma característica estrutural distinta em uma enzima degradadora de plástico chamada PETase. Essa característica, conhecida como motivo M5 (M5 motif), atua como uma assinatura molecular que sinaliza quando uma enzima consegue realmente decompor o PET.<

“O motivo M5 funciona como uma impressão digital que nos indica quando uma PETase provavelmente é funcional, capaz de decompor o plástico PET”, explica Carlos Duarte, ecologista marinho e co-líder do estudo. “Sua descoberta nos ajuda a entender como essas enzimas evoluíram a partir de outras enzimas degradadoras de hidrocarbonetos”, afirma. “No oceano, onde o carbono é escasso, os micróbios parecem ter aperfeiçoado essas enzimas para utilizar essa nova fonte de carbono produzida pelo homem: o plástico.”

Como os recicladores da natureza evoluíram

Durante décadas, os cientistas acreditaram que o PET era praticamente impossível de degradar naturalmente. Essa crença começou a mudar em 2016, quando uma bactéria descoberta em uma usina de reciclagem japonesa mostrou-se capaz de sobreviver consumindo resíduos plásticos. Ela havia desenvolvido uma enzima PETase, capaz de decompor os polímeros plásticos em seus componentes básicos.

No entanto, permanecia incerto se os micróbios oceânicos haviam desenvolvido enzimas semelhantes de forma independente.

Utilizando uma combinação de modelagem de inteligência artificial, triagem genética e testes de laboratório, Duarte e sua equipe confirmaram que o motivo M5 distingue as verdadeiras enzimas degradadoras de PET de enzimas semelhantes inativas. Em experimentos, bactérias marinhas portadoras do motivo M5 completo degradaram amostras de PET de forma eficiente. Mapas de atividade genética mostraram que os genes M5-PETase são altamente ativos em todos os oceanos, especialmente em áreas fortemente poluídas por plástico.

Disseminação global de micróbios que se alimentam de plástico

Para entender a extensão da presença dessas enzimas, os pesquisadores examinaram mais de 400 amostras oceânicas coletadas em todo o mundo. PETases funcionais contendo o motivo M5 foram encontradas em quase 80% das águas testadas, desde giros superficiais repletos de detritos flutuantes até profundidades pobres em nutrientes, a quase dois quilômetros de profundidade.

Nas profundezas do oceano, essa capacidade pode conferir aos micróbios uma importante vantagem. A habilidade de se alimentar de carbono sintético pode representar uma vantagem crucial para a sobrevivência, observou Intikhab Alam, pesquisador sênior de bioinformática e co-líder do estudo.

A descoberta destaca uma resposta evolutiva crescente: os microrganismos estão se adaptando à poluição humana em escala planetária.

Embora essa adaptação revele a resiliência da natureza, Duarte alerta para os riscos de otimismo. “Quando o plástico chega às profundezas do oceano, os riscos para a vida marinha e para os consumidores humanos já foram causados”, adverte. O processo de decomposição microbiana é muito lento para compensar o enorme fluxo de resíduos plásticos que chegam aos oceanos a cada ano.

Transformando descobertas em soluções práticas

Em terra, no entanto, as descobertas podem acelerar o progresso rumo à reciclagem sustentável. “A variedade de enzimas degradadoras de PET que evoluíram espontaneamente nas profundezas do mar fornece modelos que podem ser otimizados em laboratório para uso na degradação eficiente de plásticos em estações de tratamento e, eventualmente, em casa”, afirma Duarte.

A identificação do motivo M5 oferece um roteiro para a engenharia de enzimas mais rápidas e eficazes. Revela as características estruturais que funcionam em condições ambientais reais, e não apenas em tubos de ensaio. Se os cientistas conseguirem replicar e aprimorar esses mecanismos naturais, a luta da humanidade contra a poluição plástica poderá encontrar novos e poderosos aliados em um dos lugares mais inesperados do planeta: as profundezas do oceano.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) . Nota: O conteúdo pode ser editado para adequação ao estilo e tamanho.

Referência do periódico :
Intikhab Alam, Ramona Marasco, Afaque A Momin, Nojood Aalismail, Elisa Laiolo, Cecilia Martin, Isabel Sanz-Sáez, Begoña Baltá Foix, Elisabet L Sá, Allan Kamau, Francisco J Guzmán-Vega, Tahira Jamil, Silvia G Acinas, Josep M Gasol, Takashi Gojobori, Susana Agusti, Daniele Daffonchio, Stefan T Arold, Carlos M Duarte. Widespread distribution of bacteria containing PETases with a functional motif across global oceans. The ISME Journal, 2025; 19 (1) DOI: 10.1093/ismejo/wraf121

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