En Bolivia, la contaminación por plásticos es un desafío urgente que afecta nuestras ciudades, ríos y ecosistemas. Especialmente el plástico PET, presente en botellas y envases, tarda cientos de años en degradarse y deja microplásticos que amenazan la salud de las personas y el medio ambiente. Pero ¿y si pudiéramos usar la biotecnología para darle la vuelta a este problema? Nuestro proyecto propone una solución innovadora y local: aprovechar una bacteria común y natural de Cochabamba, como Bacillus subtilis, reconocida por su adaptabilidad y presencia en el ambiente boliviano, para transformar la forma en que eliminamos el plástico PET. Esta bacteria servirá como base para incorporar los genes de Ideonella sakaiensis, la bacteria japonesa capaz de degradar plásticos. Así, combinamos la resistencia y familiaridad del organismo local con la capacidad única de degradar plástico, creando una herramienta biotecnológica poderosa y adecuada para nuestro entorno. La importancia de esta innovación va mucho más allá: es una esperanza real para reducir los microplásticos que contaminan nuestro entorno, protegiendo nuestra salud y la biodiversidad que nos rodea. Al usar una bacteria que ya vive en nuestros suelos y aguas, garantizamos un enfoque seguro, efectivo y compatible con nuestro ecosistema. Queremos transformar un problema ambiental gigante en una oportunidad para que Bolivia lidere en soluciones sostenibles. Este proyecto no solo representa ciencia avanzada, sino también el compromiso con un futuro más limpio, saludable y lleno de vida para todos. ¡Acompáñanos en este camino hacia un planeta con menos plástico y más esperanza!

Sobre el Diseño

Este proyecto biotecnológico innovador busca aprovechar el potencial de dos bacterias para enfrentar la problemática ambiental del plástico PET en Bolivia. La bacteria base o “chasis” seleccionada es Bacillus subtilis, un microorganismo común y natural en suelos de Cochabamba, reconocido por su resistencia, adaptabilidad y alta seguridad ambiental debido a que no es patógeno ni dañino. Bacillus subtilis tiene la capacidad de formar endosporas, lo que le permite sobrevivir en condiciones ambientales extremas, y una historia comprobada de uso seguro en biotecnología y agricultura, haciéndola un microorganismo ideal para aplicaciones ambientales sostenibles.

Imagen representativa de la bacteria Ideonella sakaiensis, microorganismo descubierto en Japón y reconocido por su capacidad única para degradar el plástico PET mediante la producción de enzimas especializadas como la PETasa y MHETasa. Esta bacteria utiliza un mecanismo biológico innovador para hidrolizar el PET y convertirlo en compuestos que puede consumir, lo que abre una nueva frontera en la biotecnología ambiental para la reducción sostenible de residuos plásticos. Cortesía de Fengchengroup.org, imagen utilizada con fines ilustrativos para mostrar el proceso de biodegradación bacteriana del PET [Fengchengroup.org].

Para dotar a Bacillus subtilis de la capacidad para degradar plástico PET, se incorporarán genes específicos de Ideonella sakaiensis, la bacteria japonesa que naturalmente produce las enzimas PETasa y MHETasa. Estos genes, ubicados en un cluster genético, codifican para enzimas que degradan el PET en compuestos metabolizables, transformando un residuo plástico persistente en una fuente de carbono biodegradable. Los genes de interés serán extraídos y optimizados para integrarse en Bacillus subtilis, construyendo un circuito genético que permita la expresión eficiente de estas enzimas dentro del nuevo chasis bacteriano. La construcción del circuito genético se llevará a cabo en la página Benchling, se contemplará el uso de páginas alternativas de base de datos como Uniprot o Addgene para la adquisición de las partes biológicas requeridas; facilitando que Bacillus subtilis degrade el plástico PET en condiciones ambientales propias de Bolivia. Esta estrategia combina la robustez y adaptabilidad del chasis local con la funcionalidad innovadora que brindan las enzimas PETasa y MHETasa de Ideonella sakaiensis. Nuestro proyecto fusiona la fiabilidad y seguridad de Bacillus subtilis con la capacidad única de degradar plástico PET de Ideonella sakaiensis, dando lugar a una bacteria diseñada para combatir eficazmente la contaminación plástica en el contexto local. Esto representa no solo un avance científico, sino también una oportunidad para desarrollar soluciones biotecnológicas adaptadas y sostenibles para la protección del medio ambiente en Bolivia.

Diseño genético y ensamblaje de partes biológicas

Ensamblaje en su forma Lineal

Ensamblaje en su forma Plásmido

Ensamblaje en su forma Lineal

Ensamblaje en su forma Plásmido

¿Qué esperamos?

Imagina una bacteria resistente, que no solo sobrevive, sino que prospera en las condiciones naturales de Bolivia, desplegando sus enzimas como guerreras especializadas en atacar y descomponer el PET desde su núcleo molecular. Con este proyecto, esperamos que Bacillus subtilis no solo degrade eficientemente el plástico, sino que también disminuya drásticamente el impacto de los microplásticos en nuestros suelos, aguas y salud.

Este avance significa abrir la puerta a un futuro más limpio y sostenible, donde la ciencia local ofrece soluciones globales. Buscamos que nuestra bacteria produzca una actividad enzimática potente y estable, capaz de enfrentarse a la contaminación en el mundo real, convirtiéndose en un verdadero aliado para la biorremediación ambiental. El resultado esperado es un impacto visible y positivo en nuestros ecosistemas, generando menos residuos, menos daño y más esperanza.

Para validar que la degradación observada es consecuencia directa de la expresión de petasa y mhetasa, se utilizarán los siguientes controles:

Control positivo: Bacillus subtilis transformada con el plásmido que contiene los genes petasa y mhetasa, esperándose actividad enzimática y degradación del PET.

Control negativo: Bacillus subtilis sin plásmido o transformada con un plásmido vacío (sin los genes de interés), para asegurar que cualquier cambio en el PET sea atribuible a la construcción genética y no a la bacteria original o factores externos.

Finalmente, para medir y cuantificar la eficacia de la degradación y la expresión de las enzimas, se emplearía la siguiente métrica:

Análisis cuantitativo del PET remanente mediante técnicas como espectroscopía o cromatografía para evaluar la degradación real del plástico.

Y alternativamente también puede emplearse:

OD600 para monitorear el crecimiento bacteriano y asegurar viabilidad durante el experimento. Actividad enzimática específica mediante ensayos con sustratos fluorogénicos o espectrofotométricos para PETasa y MHETasa. Fluorescencia si se incorporan reporteros genéticos vinculados a los genes expresados (opcional).p>

Estas medidas permitirán evaluar la funcionalidad, eficiencia y estabilidad del sistema construido y confirmar que los resultados obtenidos son debidos a la expresión efectiva de las enzimas heterólogas.

Equipo

Créditos

Nombre del grupo: Pimpoyas

Integrantes: Alvarado Anelisse, Jara Alessia, Mérida Alejandra, Murillo Sofia

Profesor(a): Dayana Paola Gómez Barrionuevo

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