Estudantes criam bactéria que come plástico dos oceanos e o transforma em água
De acordo com estudos recentes, é provável que em 2050 haja mais plástico do que peixes em nossas águas oceânicas. Ainda bem que existem pessoas preocupadas com a poluição dos oceanos, e desse modo, uma bactéria foi desenvolvida pelas estudantes Miranda Wang e Jeanny Yao.
As pesquisas iniciaram-se ainda no colégio, e hoje elas já possuem duas patentes, uma empresa e cerca de U$ 400 mil dólares de investimento.
Com cinco prêmios, a dupla ficou famosa por ser a mais jovem a ganhar o prêmio Perlman de Ciência. Tudo devido ao protótipo de bactéria capaz de transformar plástico em CO² e água. A tecnologia vem sendo utilizada de duas formas: a primeira é para limpar as praias e a segunda para produzir matéria-prima para fabricação de tecidos.
“Nos dias de hoje, é praticamente impossível fazer com que paramos de usar plástico. Acreditamos que tudo deveria ser biodegradável”, disse Wang.
Tecnologia em desenvolvimento
Em um primeiro passo o plástico é dissolvido e depois as enzimas de catalização quebram os componentes do mesmo em pedaços mais maleáveis. Esses componentes por sua vez, são colocados em uma estação biodigestora, em que tudo será compostado. O processo leva apenas 24 horas para acontecer. Ah, a ciência!
Duas jovens cientistas quebram plásticos com bactérias
Uma vez criado, o plástico (quase) nunca desaparece. Enquanto estavam no 12º ano de estudos, Miranda Wang e Jeanny Yao foram em busca de uma nova bactéria para biodegradar plástico — especificamente para quebrar ftalato, um plastificante nocivo. Elas encontraram uma resposta surpreendentemente perto de casa.
Miranda Wang and Jeanny Yao have identified a
new bacteria that breaks down nasty compounds called phthalates, common
to flexible plastics and linked to health problems. And they’re still
teenagers.
Why you should listen
After a visit to a plastic-filled waste transfer station last year, students Miranda Wang and Jeanny Yao learned that much of the plastic in trash may not degrade for 5,000 years. Synthesized into plastics are phthalates, compounds that make shower curtain liners, food wraps and other products bendable but may also adversely impact human reproductive development and health. As plastics slowly break down, these phthalates would leach into the surrounding environment.So, the two young scientists tackled the problem and ultimately discovered strains of bacteria that have the potential to naturally degrade phthalates. Their work earned a regional first place in British Columbia for the 2012 Sanofi BioGENEius Challenge Canada, as well as a special award for the most commercial potential at the contest’s finals.
What others say
“[Wang and Yao] came up with the research idea and the underlying experimental design, which is remarkable for such young people.” — Lindsay Eltis, University of British Columbia, The Vancouver Sun 5/3/2012Miranda Wang and Jeanny Yao’s TED talk
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It’s no longer possible to ignore the effect humans have — on the environment, on each other and on the Internet. In that spirit, this session brings together people with big ideas on responsible design, creation, consumption and eating. From a renegade gardener to energy software maker, this session takes into mind that it’s not […]
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0:11
Miranda Wang: Estamos aqui
para falar de acidentes.
Como vocês se sentem sobre acidentes?
Quando pensamos em acidentes,
geralmente nós
os consideramos prejudiciais,
lamentáveis ou até mesmo perigosos,
e eles, com certeza, podem ser
Mas, eles são sempre tão ruins?
A descoberta que levou
à penicilina, por exemplo,
é um dos acidentes mais afortunados
de todos os tempos.
Sem o acidente com o mofo,
do biólogo Alexander Fleming,
causado por um local
de trabalho mal cuidado,
não seríamos capazes de combater
tantas infecções bacterianas.
0:43
Jeanny Yao: Miranda e eu estamos aqui hoje
porque gostaríamos de compartilhar
como nossos acidentes
levaram a descobertas.
Em 2011, visitamos a Estação
de Transferência de Lixo de Vancouver
e vimos um enorme fosso de lixo plástico.
Percebemos que, quando os materiais
plásticos chegam ao aterro,
é difícil separá-los porque
eles têm densidades similares,
e, quando se misturam com matéria orgânica
e restos de construção,
é realmente impossível
retirá-los e eliminá-los no meio ambiente.
1:09
MW: Entretanto, os plásticos são úteis
porque são duráveis, flexíveis
e podem ser moldados
facilmente em muitas formas.
O lado ruim para essa conveniência
é que há um custo alto para isso.
Os plásticos causam
sérios problemas, tais como
destruição de ecossistemas,
poluição de recursos naturais
e redução do espaço de terra disponível.
Esta fotografia que vemos
aqui é o Grande Giro Pacífico.
Quando pensamos sobre
a poluição do plástico
no ambiente marinho,
pensamos no Grande Giro Pacífico,
que é uma ilha flutuante de lixo plástico.
Mas esta não é mais uma descrição exata
da poluição do plástico
no ambiente marinho.
Agora, o oceano é, na verdade,
uma sopa de restos de plástico
e não há lugar aonde
você possa ir no oceano
onde não seja capaz
de encontrar pedaços de plástico.
1:56
JY: Em uma sociedade
dependente do plástico,
reduzir a produção é uma boa meta,
mas não é o bastante.
E o lixo que já foi produzido?
O plástico leva de centenas
a milhares de anos para biodegradar.
Então, pensamos, sabem o quê?
Em vez de esperar que
aquele lixo se acumule e faça pilhas,
vamos encontrar uma forma de quebrá-lo
com bactérias.
Parece legal, não é?
2:20
Plateia: Sim.
JY: Obrigada.
Mas, tínhamos um problema.
Sabe, os plásticos têm
estruturas muito complexas
e são difíceis de biodegradar.
De qualquer forma,
estávamos curiosas e esperançosas
queríamos começar.
2:32
MW: Com essa ideia em mente,
Jeanny e eu lemos
algumas centenas
de artigos científicos na Internet,
e rascunhamos uma proposta de pesquisa
no início de nosso 12º ano escolar.
Tínhamos como alvo encontrar
bactérias de nosso rio Fraser
que pudessem degradar
um plastificante nocivo, chamado ftalato.
Ftalatos são aditivos usados
nos produtos plásticos do dia a dia
para aumentar a flexibilidade,
durabilidade e transparência.
Ainda que sejam parte do plástico,
eles não são ligados por covalência
ao suporte principal do plástico.
Como consequência, escapam
facilmente em nosso ambiente.
Os ftalatos não poluem
somente nosso ambiente
mas também poluem nossos corpos.
Para tornar a questão pior,
ftalatos são encontrados em produtos
aos quais temos alta exposição,
como brinquedos de crianças,
garrafas de bebidas, cosméticos
e até mesmo embalagem de alimentos.
Os ftalatos são horríveis porque
penetram facilmente em nossos corpos.
Podem ser absorvidos pelo contato
com a pele, ingeridos e inalados.
3:28
JY: A cada ano, pelo menos
200 mil toneladas de ftalatos
contaminam nosso ar, água e solo.
A Agência de Proteção Ambiental
classificou esse grupo como
um poluente de alta prioridade
porque já foi demonstrado
que causa câncer e defeitos congênitos
por agir como um desregulador hormonal.
Verificamos isso todos os anos,
o governo municipal de Vancouver
monitora os níveis
de concentração do ftalato nos rios
para avaliar sua segurança.
Então imaginamos,
se há lugares ao longo do rio Fraser
que estejam contaminados com ftalatos
e se há bactérias capazes
de viver nessas áreas,
então, talvez essas bactérias
possam ter evoluído
para quebrar o ftalato.
4:06
MW: Assim, apresentamos esta boa ideia
ao dr. Lindsay Eltis,
na Universidade de British Columbia,
e, surpreendentemente na verdade,
ele nos levou a seu laboratório
e pediu a seus alunos,
Adam e James, que nos auxiliassem.
Mal sabíamos, naquela época,
que uma viagem ao aterro sanitário
e alguma pesquisa na Internet
e a coragem para agir sobre a inspiração
nos levariam a uma jornada transformadora
sobre acidentes e descobertas.
4:32
JY: O primeiro passo em nosso projeto
era coletar amostras de solo
de três locais diferentes
ao longo do rio Fraser.
De milhares de bactérias,
queríamos encontrar aquelas
que pudessem quebrar ftalatos,
então enriquecemos
nossas culturas com ftalatos
como a única fonte de carbono.
Isso implicava que, se qualquer coisa
crescesse em nossas culturas,
então ela deveria ser capaz
de viver do ftalato.
Tudo correu bem ali,
e nos tornamos cientistas
espetaculares. (Risos)
4:56
MW: Hum... eh, Jeanny.
JY: Estou só brincando.
4:59
MW: Ok. Bem, em parte foi minha culpa.
Veja, acidentalmente quebrei o frasco
que continha nossa terceira
cultura enriquecida,
e, em consequência, tivemos que
limpar a sala de incubação
com água sanitária e etanol duas vezes.
E este é apenas um dos exemplos
dos muitos acidentes
que aconteceram durante
nossas experiências.
Mas, este erro transformou-se
em algo bem fortuito.
Observamos que as culturas não atingidas
vieram de lugares com níveis
de contaminação opostos,
então, este erro nos levou a pensar que
talvez pudéssemos comparar
os diferentes potenciais
de degradação das bactérias
de locais com níveis
de contaminação opostos.
5:36
JY: Agora que cultivamos a bactéria,
queríamos isolar cepas
distribuindo-as em pratos médios,
porque pensamos que seriam
menos vulneráveis a acidentes,
mas estávamos erradas novamente.
Fizemos furos no ágar
enquanto distribuíamos
e contaminamos algumas amostras e fungos.
Em consequência, tivemos que distribuir
e redistribuir várias vezes.
Então, monitoramos a utilização de ftalato
e o crescimento bacteriano,
e descobrimos que eles compartilhavam
uma correlação inversa,
de modo que, enquanto cresciam
as populações de bactérias,
diminuíam as concentrações de ftalato.
Isso significava que nossas bactérias
estavam realmente vivendo do ftalato.
6:11
MW: Então, agora que tínhamos encontrado
as bactérias que podiam quebrar o ftalato,
perguntávamos quais
seriam essas bactérias.
Então, Jeanny e eu pegamos
três de nossas cepas mais eficientes
e aplicamos um sequenciamento
de amplificação genético nelas
e comparamos nossos dados
com os dados completos online.
Ficamos felizes de ver que,
ainda que nossas três cepas fossem
bactérias previamente identificadas,
duas delas não estavam
previamente associadas
com a degradação do ftalato, então essa
era realmente uma nova descoberta.
6:37
JY: Para entender melhor
como essa biodegradação funciona,
queríamos verificar o
percurso catabólico de nossas três cepas.
Para fazer isso, extraímos enzimas
de nossas bactérias
e fizemos uma reação
com um ácido ftálico intermediário.
6:51
MW: Monitoramos este experimento
com espectrometria
o obtivemos este lindo gráfico.
Este gráfico mostra
que nossas bactérias realmente têm
um percurso genético
para degradar ftalatos.
Nossas bactérias podem transformar
ftalato, que é uma toxina nociva,
em produtos finais tais como
dióxido de carbono, água
e álcool.
7:09
Sei que alguns de vocês estão pensando,
bem, dióxido de carbono é horrível,
é um gás estufa.
Mas, se nossas bactérias
não evoluíssem para quebrar ftalatos,
elas teriam usado algum outro
tipo de fonte de carbono,
e a respiração aeróbica teria levado isso
a ter produtos finais como
o dióxido de carbono de qualquer forma.
7:25
Também estávamos
interessadas em observar que,
ainda que obtivéssemos
uma diversidade maior
de bactérias biodegradantes
do habitat local dos pássaros,
conseguimos os degradantes mais
eficientes no local do aterro sanitário.
Portanto, isto demonstra
por completo que a natureza evolui
através da seleção natural.
7:41
JY: Então Miranda e eu
apresentamos esta pesquisa
no concurso Desafio Sanofi BioGENEius
e foi reconhecida
com grande potencial de comercialização.
Ainda que não tivéssemos sido
as primeiras a encontrar bactérias
que podem quebrar ftalato,
fomos as primeiras
a observar nosso rio local
e encontrar uma solução possível
para um problema local.
Não apenas demonstramos que as bactérias
podem ser a solução para
a poluição do plástico, mas também
que, estar aberto para resultados
incertos e aceitar riscos,
criam oportunidades para
descobertas inesperadas.
8:12
Através desta jornada, também descobrimos
nossa paixão por ciência,
e atualmente estamos
continuando a pesquisar
sobre outras substâncias químicas
combustíveis fósseis, na universidade.
Esperamos que num futuro próximo
sejamos capazes de criar organismos modelo
que possam quebrar não apenas ftalato
mas uma ampla variedade
de diferentes contaminantes.
Podemos aplicar isto
a estações de tratamento de água
para limpar nossos rios
e outros recursos naturais.
Talvez, um dia,
sejamos capazes de combater
o problema do lixo plástico sólido.
8:43
MW: Penso que nossa jornada
realmente transformou
nossa visão dos micro-organismos,
e Jeanny e eu demonstramos que
mesmo erros podem levar a descobertas.
Einstein disse uma vez:
"Você não pode resolver
problemas usando o mesmo tipo
de pensamento que usou quando os criou."
Se estamos fazendo o plástico
sinteticamente, então pensamos
que a solução seria
quebrá-lo bioquimicamente.
9:05
Obrigada.
JY: Obrigada.
9:07
(Aplausos)
INÍCIO
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