Ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετατρέψουν τα πλαστικά απορρίμματα σε παυσίπονα, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για μια πιο βιώσιμη διαδικασία παραγωγής φαρμάκων.
Χημικοί ανακάλυψαν ότι το E coli μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή παρακεταμόλης, γνωστής και ως ακεταμινοφαίνη, από ένα υλικό που παράγεται σε εργαστήριο από πλαστικά μπουκάλια.
«Οι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν ότι η παρακεταμόλη προέρχεται από το πετρέλαιο», δήλωσε ο καθηγητής Stephen Wallace, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. «Αυτό που δείχνει αυτή η τεχνολογία είναι ότι, συνδυάζοντας για πρώτη φορά τη χημεία και τη βιολογία με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να παράγουμε παρακεταμόλη με πιο βιώσιμο τρόπο και ταυτόχρονα να καθαρίζουμε τα πλαστικά απόβλητα από το περιβάλλον».
Σε άρθρο τους στο περιοδικό Nature Chemistry, ο Wallace και οι συνεργάτες του αναφέρουν πώς ανακάλυψαν ότι ένας τύπος χημικής αντίδρασης που ονομάζεται αναδιάταξη Lossen, μια διαδικασία που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ στη φύση, είναι βιοσυμβατή. Με άλλα λόγια, μπορεί να πραγματοποιηθεί παρουσία ζωντανών κυττάρων χωρίς να τα βλάψει.
Η ομάδα έκανε την ανακάλυψή της όταν πήρετερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET) – ένα είδος πλαστικού που βρίσκεται συχνά σε συσκευασίες τροφίμων και μπουκάλια – και, χρησιμοποιώντας βιώσιμες χημικές μεθόδους, το μετέτρεψε σε ένα νέο υλικό.
Όταν οι ερευνητές "επώασαν" αυτό το υλικό με ένα αβλαβές στέλεχος E coli, διαπίστωσαν ότι μετατράπηκε σε μια άλλη ουσία γνωστή ως Paba, σε μια διαδικασία που πρέπει να περιελάμβανε αναδιάταξη Lossen.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, ενώ η αναδιάταξη Lossen συνήθως απαιτεί σκληρές εργαστηριακές συνθήκες, στην περίπτωση αυτή συνέβη αυθόρμητα παρουσία του E. coli, και οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι καταλύθηκε από φωσφορικό άλας μέσα στα ίδια τα κύτταρα.
Η ομάδα προσθέτει ότι το Paba είναι μια ουσία απαραίτητη για την ανάπτυξη των βακτηρίων, ιδίως για τη σύνθεση του DNA, και συνήθως παράγεται μέσα στο κύτταρο από άλλες ουσίες. Ωστόσο, το E coli που χρησιμοποιήθηκε στα πειράματα ήταν γενετικά τροποποιημένο για να εμποδίζει αυτές τις οδούς, πράγμα που σημαίνει ότι τα βακτήρια έπρεπε να χρησιμοποιήσουν το υλικό με βάση το PET.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι τα αποτελέσματα είναι συναρπαστικά, καθώς υποδηλώνουν ότι τα πλαστικά απόβλητα μπορούν να μετατραπούν σε βιολογικό υλικό.
«Είναι ένας τρόπος να απορροφήσουμε πλήρως τα πλαστικά απόβλητα», δήλωσε ο Wallace.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές τροποποίησαν γενετικά το E. coli, εισάγοντας δύο γονίδια – ένα από μανιτάρια και ένα από βακτήρια του εδάφους – που επέτρεψαν στα βακτήρια να μετατρέψουν το PABA σε παρακεταμόλη.
Η ομάδα αναφέρει ότι χρησιμοποιώντας αυτή τη μορφή E. coli κατάφεραν να μετατρέψουν το αρχικό υλικό με βάση το PET σε παρακεταμόλη σε λιγότερο από 24 ώρες, με χαμηλές εκπομπές και απόδοση έως 92%.
Αν και απαιτούνται περαιτέρω εργασίες για την παραγωγή παρακεταμόλης με αυτόν τον τρόπο σε εμπορικά επίπεδα, τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν πρακτική εφαρμογή.
«Για πρώτη φορά, καθίσταται δυνατή η μετατροπή πλαστικών απορριμμάτων σε παρακεταμόλη, κάτι που δεν είναι εφικτό μόνο με τη βιολογία ή μόνο με τη χημεία», δήλωσε ο Wallace.
