Επιστήμονες κατάφεραν να μετατρέψουν τα πλαστικά απόβλητα σε παρακεταμόλη, χρησιμοποιώντας το βακτήριο E. coli. Αυτή η καινοτομία, που ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, ανοίγει τον δρόμο για μια οικονομικότερη και πιο φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή της παρακεταμόλης.
Σήμερα, η παρακεταμόλη παράγεται από ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο, μέσω ενεργοβόρων διαδικασιών που απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Κάθε χρόνο, χιλιάδες τόνοι ορυκτών καυσίμων καίγονται για να λειτουργήσουν οι μονάδες παραγωγής φαρμάκων.
Βακτήρια αντί για πετρέλαιο
Η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί γενετικά τροποποιημένα βακτήρια E. coli που μετατρέπουν το τερεφθαλικό οξύ- ένα συστατικό που βρίσκεται στα πλαστικά μπουκάλια PET- σε παρακεταμόλη. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου και σχεδόν χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Με μια τεχνική ζύμωσης παρόμοια με την παραγωγή μπύρας, το πλαστικό PET μετατρέπεται σε παρακεταμόλη μέσα σε λιγότερο από 24 ώρες. Σε εργαστηριακές δοκιμές, το 90% του παραγόμενου υλικού ήταν καθαρή παρακεταμόλη, δείχνοντας ενθαρρυντικά αποτελέσματα.
Κατά τη διαδικασία, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ότι μια χημική αντίδραση, που ονομάζεται «αναδιάταξη Lossen», μπορεί να λάβει χώρα εντός ζωντανών κυττάρων. Οι επιστήμονες μετέτρεψαν το πλαστικό PET σε ενδιάμεσο μόριο, το οποίο, όταν εκτέθηκε σε τροποποιημένα E. coli, μετατράπηκε σε PABA- ένα μόριο που χρησιμοποιούν συνήθως τα βακτήρια για τη σύνθεση DNA.
Παρασκευή φαρμάκων από πλαστικό
Επειδή η κανονική οδός παραγωγής PABA ήταν μπλοκαρισμένη, τα βακτήρια βασίστηκαν αποκλειστικά στο πλαστικό PET ως πρώτη ύλη. Η αντίδραση έγινε αυτόματα μέσα στα βακτήρια, με καταλύτη το φυσικό φωσφορικό άλας, παρά το γεγονός ότι κανονικά χρειάζεται αυστηρές εργαστηριακές συνθήκες. Αυτό δείχνει ότι τα πλαστικά απόβλητα μπορούν βιολογικά να μετατραπούν σε σημαντικές χημικές ουσίες.
Οι ερευνητές προχώρησαν προσθέτοντας δύο γονίδια- ένα από μανιτάρια και ένα από βακτήρια του εδάφους- που επέτρεψαν στα E. coli να μετατρέψουν το PABA σε παρακεταμόλη.
Αυτή η καινοτομία μπορεί να συμβάλλει και στην αντιμετώπιση της πλαστικής ρύπανσης. Το πλαστικό PET, που χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευασίες τροφίμων και μπουκάλια, παράγει πάνω από 350 εκατομμύρια τόνους αποβλήτων κάθε χρόνο. Αν και είναι ανακυκλώσιμο, οι περισσότερες μέθοδοι δημιουργούν προϊόντα που τελικά ξαναγίνονται απόβλητα.
«Η έρευνα αυτή αποδεικνύει ότι το πλαστικό PET δεν είναι απλά σκουπίδι ή υλικό που προορίζεται να γίνει νέο πλαστικό-μπορεί να μετατραπεί από μικροοργανισμούς σε πολύτιμα προϊόντα, ακόμη και φάρμακα με δυνατότητες θεραπείας», δήλωσε ο Στίβεν Γουάλας, επικεφαλής της μελέτης.
Οι ερευνητές σημειώνουν πως απαιτείται περαιτέρω έρευνα πριν η μέθοδος χρησιμοποιηθεί σε εμπορική κλίμακα, αλλά τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν μεγάλες δυνατότητες για οικονομικές και φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις παραγωγής φαρμάκων.
Ο Ίαν Χατς, σύμβουλος στην Edinburgh Innovations (EI), πρόσθεσε: «Η συνθετική βιολογία έχει τη δύναμη να μειώσει δραστικά την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα, να συμβάλει στη μετάβαση προς μια κυκλική οικονομία και να επιτρέψει την παραγωγή βιώσιμων χημικών ουσιών και υλικών. Ενθαρρύνουμε πιθανούς συνεργάτες να έρθουν σε επαφή μαζί μας».
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Chemistry, χρηματοδοτήθηκε από το βρετανικό EPSRC και την AstraZeneca και υποστηρίχθηκε από το Edinburgh Innovations.
