Czy czeka nas naukowa rewolucja? Niewykluczone, że już wkrótce będziemy łykać przeciwbólowe tabletki z paracetamolem wyprodukowanym z codziennych plastikowych odpadów przez pospolitą bakterię. Nowa metoda praktycznie nie powoduje emisji dwutlenku węgla i jest bardziej zrównoważona niż obecna produkcja leku, twierdzą naukowcy.
Zespół naukowców z Wallace Lab Uniwersytetu Edynburskiego wykorzystał genetycznie przeprogramowaną, nieszkodliwą bakterię E. coli, do przekształcenia cząsteczki pochodzącej z PET, znanej jako kwas tereftalowy, w aktywny składnik paracetamolu
Paracetamol jest tradycyjnie wytwarzany z kurczących się zasobów paliw kopalnych, w tym z ropy naftowej. Tysiące ton nieodnawialnych paliw co roku wykorzystuje się do zasilania fabryk, które – oprócz innych leków i chemikaliów - produkują również wspomniany środek przeciwbólowy. To zaś istotnie przyczynia się do zmian klimatycznych, podkreślają eksperci.
Przełomowe rozwiązanie jest odpowiedzią na pilną potrzebę recyklingu powszechnie stosowanego plastiku, politereftalanu etylenu (PET). Ten trwały i lekki plastik jest też wykorzystywany do produkcji butelek na wodę i opakowań na żywność, a rocznie generuje ponad 350 milionów ton odpadów, , trafiających na wysypiska śmieci lub zanieczyszczających oceany - i powodujących poważne szkody dla środowiska na całym świecie. Recykling PET jest możliwy, ale w obecnie stosowanych procesach powstają produkty uboczne, które nadal przyczyniają się do globalnego zanieczyszczenia środowiska plastikiem.
Zespół naukowców z Wallace Lab Uniwersytetu Edynburskiego wykorzystał genetycznie przeprogramowaną, nieszkodliwą bakterię E. coli, do przekształcenia cząsteczki pochodzącej z PET, znanej jako kwas tereftalowy, w aktywny składnik paracetamolu. Naukowcy wykorzystali proces fermentacji, podobny do tego stosowanego przy warzeniu piwa, aby przyspieszyć konwersję przemysłowych odpadów PET w paracetamol, w czasie krótszym niż 24 godziny.
Nowa technika została wykonana w temperaturze pokojowej i praktycznie nie spowodowała emisji dwutlenku węgla, udowadniając tym samym, że paracetamol może być produkowany w sposób zrównoważony. Jednak zdaniem zespołu badawczego konieczne będzie dalsze udoskonalenie tej techniki, zanim będzie można ją wykorzystać do produkcji paracetamolu na przemysłową skalę.
Paracetamol stanowi około 90% produktu powstałego w wyniku reakcji kwasu tereftalowego z genetycznie przeprogramowanymi bakteriami E. coli.
Uniwersytet w Edynburgu jest światowym liderem w dziedzinie biologii inżynieryjnej, która wykorzystuje zasady inżynierii do zaprzęgnięcia procesów biologicznych w tworzenie nowych produktów i usług. Uniwersytet skupia największą i najbardziej wszechstronną grupę naukowców w kraju.
Eksperci twierdzą, że to nowe podejście odzwierciedla potencjał współpracy tradycyjnej chemii z biologią inżynieryjną przy tworzeniu żywych fabryk drobnoustrojów, zdolnych do produkcji zrównoważonych chemikaliów, a jednocześnie zmniejszania ilości odpadów, emisji gazów cieplarnianych i zależności od paliw kopalnych.
Badania, opublikowane w czasopiśmie „Nature Chemistry”, zostały sfinansowane przez kapitułę konkursu EPSRC CASE i firmę biofarmaceutyczną AstraZeneca, oraz wsparte przez Edinburgh Innovations (EI), komercyjną gałąź uniwersytetu.
Profesor Stephen Wallace, główny autor, członek UKRI Future Leaders Fellow i Katedry Biotechnologii Chemicznej w School of Biological Sciences Uniwersytetu Edynburskiego, powiedział: „Ta praca pokazuje, że plastik PET to nie tylko odpad lub materiał, który ma być jeszcze bardziej plastikowy –może być przekształcany przez mikroorganizmy w cenne nowe produkty, w tym te z potencjałem do leczenia chorób.”
Ian Hatch, dyrektor ds. doradztwa w EI, dodał: „Sprowadzamy wyjątkowe firmy, takie jak AstraZeneca, do współpracy ze Stephenem i innymi na Uniwersytecie, aby przełożyć te najnowocześniejsze odkrycia na innowacje zmieniające świat. Biologia inżynieryjna oferuje ogromny potencjał w zakresie przełamywania naszej zależności od paliw kopalnych, budowania gospodarki o obiegu zamkniętym oraz tworzenia zrównoważonych chemikaliów i materiałów, dlatego zapraszamy potencjalnych współpracowników do kontaktu".
Opracowano na podstawie informacji Uniwersytetu Edynburskiego
