Bacterias modificadas genéticamente podrían descomponer el nailon no reciclable de la ropa
La ropa y las redes de pesca hechas de nailon a menudo terminan en vertederos o se tiran a los océanos, pero un equipo de científicos ha desarrollado una bacteria capaz de degradar esta fibra sintética y transformarla en biopolímeros reutilizables.
Por Enrique Coperías
Mucha ropa está fabricada con nailon, un tipo de poliamida sintética, un plástico resistente y flexible ampliamente usado en textiles, redes de pesca y componentes industriales. Imagen generada con Grok
Un equipo de investigadores del Instituto de Biociencias y Geociencias-Biotecnología del Forschungszentrum Jülich, en Alemania, en colaboración con la empresa danesa Novonesis, ha desarrollado una bacteria capaz de degradar los componentes individuales de distintos tipos de nailon y transformarlos en productos de alto valor añadido.
Este avance supone un paso significativo para mejorar el reciclaje de este material sintético. Los resultados del estudio han sido publicados recientemente en la revista Nature Microbiology.
Las poliamidas sintéticas, más conocidas como nailon, destacan por su durabilidad y alta resistencia a la tracción, lo que las hace indispensables en numerosas industrias. Se utilizan, por ejemplo, en la fabricación de prendas deportivas e íntimas, redes de pesca, paracaídas, sedales y componentes para el sector automovilístico.
Solo se recicla el 5%
A pesar de su versatilidad, la tasa de reciclaje de las poliamidas es inferior al 5%. Las estrategias de reciclaje convencionales son limitadas, ya que requieren materiales extremadamente puros y suelen producir productos de menor calidad. Como resultado, la mayor parte del nailon desechado se incinera, liberando sustancias tóxicas, o se abandona en la naturaleza, agravando la contaminación plástica global.
Bajo la dirección del profesor Nick Wierckx, el equipo del Forschungszentrum Jülich ha logrado modificar genéticamente una bacteria del suelo, en concreto, la Pseudomonas putida, una especie versátil e inofensiva, para que pueda metabolizar los compuestos resultantes de la degradación del nailon y transformarlos en biopoliésteres.
Este logro ha sido posible gracias a una combinación de técnicas de ingeniería genética y evolución en laboratorio, que han permitido enseñar de manera eficiente a las bacterias nuevas funciones metabólicas.
Bacterias obligadas a comer nailon
«Algunas bacterias desarrollan la capacidad de reciclar los bloques de construcción del nailon con mayor eficiencia después de mutaciones aleatorias en su genoma —dice Nick Wierckx. Y añade—: Estos microorganismos obtienen una ventaja de crecimiento sobre los demás y pueden multiplicarse más rápidamente. Tras varias generaciones en el laboratorio, donde el nailon era la única fuente de alimentación, la población bacteriana terminó estando compuesta exclusivamente por estas células especializadas».
Al analizar en profundidad los genomas de estas bacterias, los investigadores identificaron las mutaciones responsables de su capacidad para descomponer el nailon y las introdujeron en bacterias de la especie Pseudomonas putida. Además, incorporaron genes que codifican enzimas especializadas, llamadas nylonasas, que permiten a las bacterias utilizar como fuente de energía cadenas cortas de nailon previamente degradado.
La eficacia de estas enzimas ya había sido explorada en un estudio anterior en colaboración con la firma Novonesis.
Una Pseudomonas putida diseñada que puede metabolizar el nailon y convertirlo en sustancias valiosas. La bacteria fue desarrollada para aumentar el reciclaje del nailon y servir como base para procesos biotecnológicos. Cortesía: Susanne Husted Nielsen
Cada año, 14 millones de toneladas de plástico van a parar a los océanos
Este innovador enfoque forma parte del proyecto europeo Glaukos, recientemente finalizado, cuyo objetivo era hacer más sostenible el ciclo de vida de las prendas textiles y los aparejos de pesca mediante el desarrollo de nuevos procesos y fibras de origen biológico. Asimismo, el proyecto buscaba reducir de manera significativa la huella de carbono y la contaminación por plásticos.
Cada año, en los países de la Unión Europea se desechan cerca de 6 millones de toneladas de productos textiles, de los cuales más del 60% están compuestos por plásticos, según la Agencia Europea del Medioambiente.
Hay que decir que la contaminación por plásticos es una crisis ambiental global. Cada año, se generan más de 400 millones de toneladas de plástico, de las cuales solo un pequeño porcentaje se recicla. Gran parte de estos desechos terminan en vertederos, ríos y océanos, y afectan a la vida silvestre y entran en la cadena alimentaria en forma de microplásticos.
Se estima que más de 14 millones de toneladas de plásticos llegan al océano anualmente, poniendo en riesgo ecosistemas marinos y la salud humana. A pesar de los esfuerzos por reducir su uso y fomentar el reciclaje, la producción de plásticos sigue en aumento, lo que hace urgente la implementación de soluciones sostenibles.
Microbios que producen plástico biodegradable
Y este es el objetivo de los investigadores del Forschungszentrum Jülich con sus bacterias modificadas genéticamente. Además de la evolución dirigida, Wierckx y su equipo utilizaron la secuenciación de ARN para analizar la regulación genética del metabolismo de las poliamidas en la bacteria Pseudomonas putida.
Descubrieron que ciertas mutaciones clave en los reguladores transcripcionales permitieron la activación de rutas metabólicas latentes, lo que optimizó la conversión del nailon en productos de valor añadido. Entre los productos generados, se incluyen biopolímeros como el polihidroxibutirato (PHB), un plástico biodegradable con aplicaciones industriales.
El estudio también destaca la combinación de reciclaje químico y biológico como una estrategia eficaz para mejorar la recuperación de poliamidas. A través de la hidrólisis química, el nailon puede descomponerse en una mezcla de monómeros y oligómeros, que luego son metabolizados por Pseudomonas putida.
La ropa usada y nueva desechada se envía a Kenia desde Europa y China para ser vendida como la llamada «mitumba», pero a menudo acaba en vertederos y basureros debido a su enorme cantidad. En la foto, eesiduos textiles y plásticos en el vertedero de Dandora, en Nairobi. Foto: Greenpeace
Los métodos tradicionales de reciclaje del nailon son poco eficientes
Esta bacteria, modificada genéticamente, es capaz de asimilar no solo monómeros de nailon, como el ácido 6-aminohexanoico y la ε-caprolactama, sino también oligómeros cíclicos y lineales.
Los métodos de reciclaje convencionales del nailon presentan serias limitaciones. El reciclaje mecánico, basado en fundir el nailon para convertirlo en nuevas fibras o productos plásticos, solo se aplica a pequeña escala debido a la necesidad de residuos extremadamente puros.
Por otro lado, el reciclaje químico descompone el nailon en sus componentes básicos para sintetizar nuevos plásticos, pero el proceso rara vez logra una degradación completa. Como resultado, se genera una mezcla de moléculas individuales y cadenas moleculares cortas, conocidas como oligómeros, que son difíciles de reutilizar.
Es aquí donde la innovación del equipo del Forschungszentrum Jülich marca la diferencia. Su enfoque permite aprovechar estas moléculas residuales, transformándolas en productos con un valor añadido. De este modo, se abren nuevas posibilidades para el reciclaje eficiente del nailon y contribuyendo a un modelo de economía circular más sostenible.
Además, este estudio demuestra que la combinación de hidrólisis química con biocatálisis microbiana es un enfoque prometedor para la conversión de residuos plásticos en biopolímeros útiles. El próximo paso en la investigación será optimizar el proceso para mejorar la eficiencia metabólica de las bacterias y aumentar la producción de biopolímeros a escala industrial. ▪️
Información facilitada por el Forschungszentrum Jülich
Fuente: Witt, J., Luthe, T., Wiechert, J. et al. Upcycling of polyamides through chemical hydrolysis and engineered Pseudomonas putida. Nature Microbiology (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-025-01929-5
