Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου ανέπτυξαν μια νέα τεχνική που αξιοποιεί βακτήρια για να μετατρέψει πλαστικά απορρίμματα σε παρακεταμόλη, η οποία είναι γνωστή και ως ακεταμινοφαίνη. Χρησιμοποιώντας το βακτήριο E.
coli, οι επιστήμονες μετέτρεψαν ανακυκλωμένο PET, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πλαστικό, αρχικά σε PABA και έπειτα σε παρακεταμόλη, με γενετική τροποποίηση. Η μέθοδος μπορεί να προσφέρει πιο βιώσιμο τρόπο παραγωγής φαρμάκων και ταυτόχρονα να περιορίσει τα πλαστικά απόβλητα, ενώ η ομάδα αναφέρει ότι είναι δυνατή η επίτευξη υψηλής απόδοσης και χαμηλών εκπομπών.
Τα ευρήματα είναι ενθαρρυντικά, παρότι χρειάζεται περαιτέρω έρευνα πριν από την εμπορική αξιοποίηση της μεθόδου.
Ερευνητές διαπίστωσαν ότι βακτήρια μπορούν να μετατρέψουν τα πλαστικά απορρίμματα σε παυσίπονα, μια εξέλιξη που ανοίγει προοπτικές για πιο βιώσιμη παραγωγή φαρμάκων.
Η παρακεταμόλη, γνωστή επίσης ως ακεταμινοφαίνη, μπορεί να παραχθεί με τη βοήθεια του E coli, όπως ανακάλυψαν χημικοί, αξιοποιώντας ένα υλικό που παρασκευάζεται στο εργαστήριο από πλαστικά μπουκάλια.
«Οι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν ότι η παρακεταμόλη προέρχεται από το πετρέλαιο», δήλωσε ο καθηγητής Stephen Wallace, κύριος συγγραφέας της έρευνας στο 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».
Στη δημοσίευσή τους στο περιοδικό Nature Chemistry, ο Wallace και οι συνεργάτες του περιγράφουν την ανακάλυψη ότι η αναδιάταξη Lossen, ένας τύπος χημικής αντίδρασης που δεν είχε εντοπιστεί έως τώρα στη φύση, μπορεί να πραγματοποιηθεί με τρόπο συμβατό με τη ζωή. Δηλαδή, η αντίδραση μπορεί να λάβει χώρα παρουσία ζωντανών κυττάρων χωρίς να τα βλάψει.
Για να προχωρήσει η έρευνα, η ομάδα χρησιμοποίησε τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), το πλαστικό που συναντάται συχνά σε συσκευασίες τροφίμων και μπουκάλια, και με βιώσιμες χημικές μεθόδους το μετέτρεψε σε νέο υλικό.
Οι ερευνητές επώασαν το υλικό με ένα ακίνδυνο στέλεχος E coli και παρατήρησαν ότι προέκυψε μια άλλη ουσία, το Paba. Η διαδικασία αυτή, όπως συμπέραναν, πρέπει να περιλάμβανε αναδιάταξη Lossen.
Συνήθως, η αναδιάταξη Lossen απαιτεί απαιτητικές εργαστηριακές συνθήκες. Σε αυτή την περίπτωση, όμως, πραγματοποιήθηκε αυθόρμητα παρουσία του E. coli, με τους ερευνητές να εντοπίζουν ως καταλύτη το φωσφορικό άλας που βρίσκεται μέσα στα κύτταρα.
Σύμφωνα με την ομάδα, το Paba είναι αναγκαίο για την ανάπτυξη των βακτηρίων, κυρίως για τη σύνθεση DNA, και κανονικά παράγεται στο εσωτερικό του κυττάρου από άλλες ουσίες. Το E coli των πειραμάτων, ωστόσο, είχε τροποποιηθεί γενετικά ώστε να είναι αποκλεισμένες αυτές οι οδοί, με αποτέλεσμα τα βακτήρια να χρειάζεται να αξιοποιήσουν το υλικό που προερχόταν από PET.
Οι ερευνητές χαρακτηρίζουν τα ευρήματα συναρπαστικά, καθώς δείχνουν ότι τα πλαστικά απόβλητα ενδέχεται να μετατραπούν σε βιολογικό υλικό.
«Είναι ένας τρόπος να απορροφήσουμε πλήρως τα πλαστικά απόβλητα», δήλωσε ο Wallace.
Ακολούθως, η ομάδα εισήγαγε στο E. coli δύο γονίδια μέσω γενετικής τροποποίησης: το ένα προερχόταν από μανιτάρια και το άλλο από βακτήρια του εδάφους. Με αυτά, τα βακτήρια μπορούσαν να μετατρέψουν το PABA σε παρακεταμόλη.
Η συγκεκριμένη μορφή E. coli επέτρεψε στους ερευνητές να μετατρέψουν το αρχικό υλικό από PET σε παρακεταμόλη σε διάστημα μικρότερο των 24 ωρών. Η απόδοση έφτασε έως το 92%, ενώ οι εκπομπές ήταν χαμηλές, αναφέρει η ομάδα.
Η παραγωγή παρακεταμόλης με αυτή την τεχνική χρειάζεται περαιτέρω εξέλιξη για να φτάσει σε εμπορική κλίμακα, ωστόσο τα ευρήματα ενδέχεται να αξιοποιηθούν στην πράξη.
«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.
Σύνοψη της έρευνας
- Μια ομάδα του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου ανέπτυξε τεχνική που χρησιμοποιεί το E. coli για τη μετατροπή πλαστικών απορριμμάτων σε παρακεταμόλη.
- Η διαδικασία ξεκινά με τη μετατροπή του PET σε PABA και συνεχίζεται με τη δημιουργία παρακεταμόλης μέσω γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων.
- Η προσέγγιση μπορεί να στηρίξει πιο βιώσιμη παραγωγή φαρμάκων και να μειώσει τα πλαστικά απόβλητα, με υψηλή απόδοση και χαμηλές εκπομπές.
- Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αναδιάταξη Lossen μπορεί να πραγματοποιηθεί αυθόρμητα παρουσία E. coli, χωρίς να βλάπτει τα κύτταρα.
- Παρότι τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα, χρειάζονται επιπλέον μελέτες για να εφαρμοστεί η τεχνολογία εμπορικά.
Το άρθρο στο ygeiax.gr: https://www.ygeiax.gr/news/epistimones-axiopoioyn-vaktiria-gia-na-metamorfosoyn-plastika-aporrimmata-se-paraketamoli/12040
