علماء يستخدمون البكتيريا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مسكنات للألم

اكتشف باحثون بجامعة أدنبرة أنه يمكن استخدام البكتيريا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مسكنات للألم، مما يفتح المجال أمام إمكانية التوصل إلى عملية أكثر استدامة لإنتاج الأدوية.

ووفقا لموقع جارديان، اكتشف علماء الكيمياء المشاركون بالبحث، أن بكتيريا الإشريكية القولونية يمكن استخدامها فى صنع الباراسيتامول، المعروف أيضًا باسم الأسيتامينوفين، من مادة يتم إنتاجها فى المختبر من زجاجات بلاستيكية.

وقال البروفيسور ستيفن والاس، الباحث الرئيسى للدراسة إن الباراسيتامول يستخرج حاليا من النفط، إلا أن ما تظهره هذه التقنية هو أنه يمكن من خلال دمج الكيمياء والبيولوجيا بهذه الطريقة لأول مرة، إنتاج الباراسيتامول بشكل أكثر استدامة، وفي الوقت نفسه، التخلص من النفايات البلاستيكية في البيئة.

ويعتمد هذا الاكتشاف على نوع من التفاعلات الكيميائية يُسمى إعادة ترتيب لوسن، وهي عملية لم تشاهد من قبل في الطبيعة، ومتوافقة حيويًا، بمعنى أنه يمكن إجراؤها في وجود الخلايا الحية دون الإضرار بها.

وتوصل الفريق إلى اكتشافهم عندما أخذوا بولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، وهو نوع من البلاستيك يوجد عادة في عبوات الطعام والزجاجات، وباستخدام أساليب كيميائية مستدامة، قاموا بتحويله إلى مادة جديدة، ويقول الباحثون إن النتائج مثيرة للاهتمام لأنها تشير إلى أن النفايات البلاستيكية يمكن تحويلها إلى مادة بيولوجية، مما تعد طريقة للتخلص من تلك النفايات بشكل كامل.

وعندما قام الباحثون بخلط هذه المادة مع سلالة غير ضارة من البكتيريا الإشريكية القولونية، وجدوا أنها تحولت إلى مادة أخرى تعرف باسم "بابا" في عملية تضمنت إعادة ترتيب لوسن، والأمر الحاسم هنا هو أنه في حين أن إعادة ترتيب جين لوسن تنطوي عادة على ظروف معملية قاسية، فإنها حدثت بشكل تلقائي في وجود البكتيريا الإشريكية القولونية، حيث اكتشف الباحثون أنها كانت تحفزها الفوسفات داخل الخلايا نفسها.

ويضيف الفريق أن البابا مادة أساسية تحتاجها البكتيريا للنمو، وخاصةً لتكوين الحمض النووي (DNA)، وعادةً ما تُصنع داخل الخلية من مواد أخرى، إلا أن بكتيريا الإشريكية القولونية المستخدمة في التجارب كانت مُعدّلة وراثيًا لعرقلة هذه المسارات، مما يعني أن البكتيريا اضطرت لاستخدام مادة PET.

ثم قام الباحثون بتعديل البكتيريا القولونية وراثيا بشكل أكبر، عن طريق إدراج جينين - أحدهما من الفطر والآخر من بكتيريا التربة - مما مكن البكتيريا من تحويل PABA إلى باراسيتامول.

ويقول الفريق إنه باستخدام هذا الشكل من البكتيريا القولونية، تمكنوا من تحويل المادة الأولية القائمة على مادة البولي إيثيلين تيرفثاليت إلى باراسيتامول في أقل من 24 ساعة، مع انبعاثات منخفضة وعائد يصل إلى 92%، ورغم أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل لإنتاج الباراسيتامول بهذه الطريقة على المستويات التجارية، فإن النتائج قد يكون لها تطبيق عملي.

بكتيريا