الباحثون في نجحت جامعة أدنبرة في تحويل بعض النفايات البلاستيكية إلى أسيتامينوفين باستخدام الخواص الطبيعية للبكتيريا المشتركة Escherichia coli ((كولاي). يمثل هذا الاختراق علامة فارقة مع إمكانية دفع طرق أكثر استدامة لإنتاج المخدرات ، وفي الوقت نفسه ، يساهم في الحد من التلوث البلاستيكي على مستوى العالم.
كشفت الدراسة ، بقيادة ستيفن والاس ، ذلك كولاي تحتوي الخلايا على الفوسفات ، وهو مركب عضوي قادر على تحفيز التفاعل الكيميائي المعروف باسم إعادة ترتيب فقدان. بشكل عام ، تتضمن هذه العملية إعادة ترتيب ذرات جزيء استر هيدروكاميت لتشكيل بنية جديدة تسمى isocyanate ، وهو وسيط كيميائي ، عند تفاعله بالماء ، ينتج الأمينات الأولية. هذه المواد ضرورية في العديد من العمليات البيولوجية وفي تخليق المخدرات.
باستخدام البيولوجيا الاصطناعية ، تعامل العلماء مع البكتيريا لإعادة توجيه كيميائهم الداخلية وتحويل جزيء مشتق من PET يعرف باسم حمض تيريفثاليك إلى المكون النشط في الأسيتامينوفين. لقد استخدموا عملية التخمير ، على غرار تلك المستخدمة في تخمير البيرة ، لتسريع تحويل نفايات الحيوانات الأليفة الصناعية إلى الدواء ، والحصول على نتائج أقل من 24 ساعة. وفقا للنتائج ، ما يقرب من 90 في المئة من المنتج النهائي يتوافق مع الأسيتامينوفين.
الأهم من ذلك ، تم إجراء هذا التحويل في درجة حرارة الغرفة ومع عدم وجود انبعاثات للكربون تقريبًا ، مما يشير إلى أنه يمكن إنتاج الدواء بطريقة أكثر ملاءمة للبيئة.
أشار والاس إلى أن أكثر ما كان مفاجئًا في هذه العملية هو أن إعادة ترتيب فقدان الفقد حدث بشكل طبيعي داخل البكتيريا الحية ، دون الحاجة إلى محفزات المختبر. وهذا يعني أنهم استفادوا من قدرات الخلايا الميكروبية الخاصة على تشغيل التفاعل المطلوب.
“إن الشيء المضحك هو أنه لم يكن علينا تعليم البكتيريا كيفية القيام برد فعل: كانت الحيلة هي إدراك أن لديهم بالفعل الأدوات ، وكان علينا فقط أن نوجههم” ، أوضح الباحث في البيانات التي أبلغ عنها El País. “استخدمنا البيولوجيا الاصطناعية لبناء مسارات استقلابية جديدة داخل البكتيريا التي توجه كيمياءها نحو إنتاج المركب الذي أردناه. في هذه الحالة ، دواء.”
إنتاج المخدرات المستدامة
يمكن أن يكون العمل ، الذي نشر في مجلة Nature ، أول حالة موثقة لإنتاج الأسيتامينوفين من النفايات البلاستيكية باستخدام كولاي. ومع ذلك ، يؤكد المؤلفون على أن المزيد من الدراسات ستكون ضرورية لتحقيق الإنتاج على نطاق صناعي. بالإضافة إلى ذلك ، يحذرون من أن سلامة وفعالية الدواء الناتج في البشر لم يتم تقييمها بعد ، لذلك ستكون هناك حاجة إلى البحث المستقبلي.
على الرغم من هذه القيود ، يؤكد العلماء على أن نتائجهم تفتح إمكانيات جديدة لمعالجة مشكلة النفايات البلاستيكية وتقليل انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بتصنيع الأدوية.
في الوقت الحالي ، يستهلك إنتاج الأدوية مثل الأسيتامينوفين آلاف الأطنان من الوقود الأحفوري ، وخاصة النفط ، مما يساهم بشكل كبير في تغير المناخ. بدوره ، يولد PET أكثر من 350 مليون طن من النفايات سنويًا ، مما تسبب في أضرار جسيمة للبيئة. على الرغم من أن هذه المادة قابلة لإعادة التدوير ، فإن الطرق الحالية غالبًا ما تؤدي إلى منتجات تديم تلوث البلاستيك العالمي.
“يوضح هذا العمل أن بلاستيك الحيوانات الأليفة ليس مجرد منتج نفايات أو مادة مقدمة لتصبح أكثر من البلاستيك: يمكن للكائنات الحية الدقيقة تحويلها إلى منتجات جديدة قيمة ، بما في ذلك تلك ذات الإمكانات العلاجية”.
ظهرت هذه القصة في الأصل على سلكية en español وترجمت من الإسبانية.
