2025/07/21 at 5:36 ΜΜ 21/07/2025 newsroomΗ αντιμετώπιση των πλαστικών απορριμμάτων είναι ένας πραγματικός πονοκέφαλος. Αλλά με λίγη βοήθεια, τα βακτήρια μπορούν να μετατρέψουν το πλαστικό σε παυσίπονο.
Γενετικά τροποποιημένα βακτήρια Escherichia coli μετέτρεψαν ένα σπασμένο πλαστικό μπουκάλι σε δραστικό συστατικό σε παυσίπονα όπως το Tylenol και το Panadol, αναφέρουν οι επιστήμονες στις 23 Ιουνίου στο Nature Chemistry.
Η προσέγγιση θα μπορούσε να συμβάλει στη μείωση της ρύπανσης από το πλαστικό και να περιορίσει την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα που χρησιμοποιούνται τώρα για την παρασκευή των πανταχού παρόντων φαρμάκων. “Πραγματικά πιστεύω ότι αυτό είναι ένα αρκετά συναρπαστικό σημείο εκκίνησης για την ανακύκλωση των πλαστικών αποβλήτων”, λέει ο Stephen Wallace, μηχανικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου.
Τα πλαστικά απόβλητα είναι από καιρό γνωστό ότι βλάπτουν το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Αλλά επιστήμονες όπως ο Wallace στρέφονται στα μικρόβια για να μετατρέψουν τα πλαστικά σε πιο χρήσιμα και πολύτιμα προϊόντα. Ο συνδυασμός βιολογικών διεργασιών με χημικές αντιδράσεις που συνήθως δεν συμβαίνουν μέσα στα κύτταρα κάνει “τη φύση να κάνει χημεία που δεν έχει εξελιχθεί ποτέ πριν”, λέει ο Wallace.
Η ομάδα του έκανε το E. coli να κάνει ακριβώς αυτό.
Πριν βάλουν τα βακτήρια να εργαστούν για την παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων, οι ερευνητές πήγαν ένα βήμα πίσω και εξέτασαν την ικανότητα των μικροβίων να δημιουργήσουν ένα απαραίτητο πρόδρομο μόριο που ονομάζεται παρα-αμινοβενζοϊκό οξύ ή PABA, από πλαστικό. Και το κλειδί σε αυτό το βήμα ήταν να δουν αν το E. coli μπορεί να υποστηρίξει μια ουσιαστική χημική αντίδραση που ονομάζεται αναδιάταξη Lossen, η οποία μεταβάλλει τη δομή ενός αζωτούχου μορίου για τη δημιουργία του PABA.
Οι επιστήμονες τροποποίησαν το E. coli έτσι ώστε να μην μπορεί να παράγει PABA μέσω της κανονικής βιολογικής του οδού. Με αυτόν τον τρόπο, τα κύτταρα θα πέθαιναν χωρίς να λαμβάνουν PABA (το οποίο είναι επίσης απαραίτητο για την παραγωγή της βιταμίνης φολικό οξύ) μέσω άλλης οδού. Στη συνέχεια έδωσαν στα βακτήρια αυτά μια αρχική ένωση που μετατρέπεται σε PABA μόνο αφού περάσει από μια αναδιάταξη Lossen. Τα κύτταρα έζησαν – ένα σαφές σημάδι ότι η αναδιάταξη Lossen γινόταν.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές παρασκεύασαν την ίδια αρχική ένωση διασπώντας χημικά ένα συστατικό πλαστικού μπουκαλιού, γνωστό ως τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο ή ΡΕΤ. Και πάλι, το E. coli ευδοκίμησε, μετατρέποντας την πρόδρομη ουσία με βάση το πλαστικό σε PABA.
Η μετατροπή των πλαστικών αποβλήτων σε καύσιμο για τους οργανισμούς είναι από μόνη της ενδιαφέρουσα, λέει ο Wallace. Αλλά αυτός και οι συνάδελφοί του πήγαν την αντίδραση ένα βήμα παραπέρα. Με κάποιες πρόσθετες γενετικές οδηγίες, το E. coli μπορεί να μετατρέψει το PABA σε παρακεταμόλη, γνωστή και ως ακεταμινοφαίνη, το δραστικό συστατικό των παυσίπονων Tylenol, Calpol και Panadol.
Το βελτιωμένο E. coli μετέτρεψε το 92% των διασπασμένων πλαστικών αποβλήτων σε παρακεταμόλη μέσα σε 48 ώρες. Το μεγαλύτερο μέρος της παρακεταμόλης παρασκευάζεται σήμερα από ορυκτά καύσιμα, οπότε η νέα διαδικασία θα μπορούσε κάποια μέρα να προσφέρει μια πιο βιώσιμη διαδρομή για την παρασκευή του φαρμάκου, λέει ο Wallace.
Ωστόσο, υπάρχει πολύς δρόμος να διανυθεί μέχρι η διαδικασία αυτή να επεκταθεί. Η μέθοδος που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές για να διασπάσουν το πλαστικό μπουκάλι θα ήταν δύσκολο να κλιμακωθεί σε βιομηχανικές διαστάσεις, λέει ο Dylan Domaille, χημικός στη Σχολή Μεταλλείων του Κολοράντο στο Γκόλντεν, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη. Όμως η απόδειξη ότι τα βακτήρια μπορούν να μετατρέψουν τα πλαστικά απόβλητα σε κάτι χρήσιμο θα μπορούσε να παρακινήσει τις προσπάθειες για να γίνει η διάσπαση των πλαστικών πιο επεκτάσιμη και βιώσιμη, λέει.
Μακροπρόθεσμος στόχος θα μπορούσε να είναι να αποκτήσουμε έναν ή περισσότερους τύπους μικροοργανισμών που θα εκτελούν κάθε βήμα του μετασχηματισμού, λέει ο Venkatesh Balan, βιοτεχνολόγος στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Ο σχεδιασμός ενός και μόνο οργανισμού που μπορεί τόσο να διασπάσει άμεσα το πλαστικό όσο και να το μετατρέψει σε χρήσιμα υλικά είναι πρόκληση, λέει, αλλά “αυτή η θεμελιώδης μελέτη θα είναι ένα σκαλοπάτι προς τη σωστή κατεύθυνση.
Πλαστικά για πονοκέφαλο!
