3 Minuten
Plastiko taršos ir iškastinio kuro vartojimo farmacijos pramonėje sprendimai
Visuotinio masto plastiko tarša ir didelis iškastinio kuro naudojimas farmacijos gamyboje yra vieni didžiausių šiandienos aplinkosaugos iššūkių. Edinburgo universiteto mokslininkai ėmėsi novatoriškų veiksmų ir sukūrė metodą, leidžiantį šias problemas spręsti vienu metu: jų inžineriniu būdu adaptuotos Escherichia coli (E. coli) bakterijos geba paversti plastiko atliekas visuotinai vartojamu vaistu – paracetamoliu (acetaminofenu).
Biotechnologinis plastiko konvertavimo procesas
Polietileno tereftalatas (PET) – pagrindinė plastiko rūšis, naudojama buteliuose, maisto pakuotėse ir tekstilėje – kasmet lemia virš 350 milijonų tonų atliekų visame pasaulyje. Tradiciškai paracetamolis gaminamas iš iškastinio kuro kilmės cheminių medžiagų, o tai dar labiau didina ekologinius iššūkius. Edinburgo komanda pasitelkė sintetinės biologijos laimėjimus ir sukūrė genetiškai modifikuotą E. coli, kuri gali naudoti iš plastiko gautas medžiagas vaistų gamybai.
Procesas prasideda cheminiu PET plastiko skaidymu į smulkesnes molekulines sudedamąsias dalis. Šias tarpininkes medžiagas vėliau metabolizuoja inžinerinės E. coli bakterijos, kurių dėka įdiegtos biosintetinės grandinės užtikrina, kad jos būtų paverstos į azotines organines junginius. Naudojant fosfatus kaip katalizatorių ir optimizuotą biocheminį eigą, šie pirmtakai efektyviai pritaikomi paracetamolio sintezei.
Efektyvumas ir technologinės naujovės
Išskirtinis šios technologijos bruožas – greita reakcija: visas biokonvertavimo procesas trunka vos 24 valandas standartinėmis laboratorinėmis sąlygomis, kambario temperatūroje, todėl išvengiama didelių energijos sąnaudų, kurios paprastai reikalingos šildymui ar šaldymui. Tyrėjai fiksuoja net 92 procentų konversijos našumą, kas pabrėžia proceso efektyvumą ir galimą pritaikymą pramoniniame mastelyje.
Šio metodo pagrindas – Losseno persigrupavimo reakcija, priklausanti klasikinei organinei chemijai, kurią XIX amžiuje atrado vokiečių chemikas Wilhelmas Lossenas. Inovatyviai ją pritaikius gyvose ląstelėse, pavyko efektyviai integruoti sintetinės organinės chemijos sprendimus į biologines sistemas.
Galimybės plastiko perdirbimui ir farmacijos gamybai
Inžinerinių E. coli naudojimas galėtų atverti kelią naujoms ekologiškoms PET atliekų perdirbimo ir kitoms tvarioms biocheminėms taikomosioms sritims. Kadangi PET yra tik viena iš daugelio aplinką teršiančių plastikų rūšių, metodą galima būtų pritaikyti ir kitoms plastikų rūšims ar net kitokiems mikroorganizmams, taip išplečiant teigiamą poveikį atliekų tvarkymui bei aplinkosauginei chemijai.
Kaip pažymi biotechnologas dr. Stephenas Wallace’as iš Edinburgo universiteto: „Šis tyrimas parodo, kad PET plastikas nėra tik teršalas ar žaliava naujo plastiko gamybai – mikroorganizmai gali jį paversti vertingais produktais, iš kurių kai kurie turi medicininę reikšmę.“
Šis metodas glaudžiai sieja gamtinės biochemijos galimybes su sintetinės organinės chemijos inovatyvumu ir rodo, kaip natūralių bei dirbtinių cheminių reakcijų integracija gali sukurti tvarių sprendimų pramonei. Tolimesnių tyrimų ir vystymo dėka tokios mikrobinės gamyklos ateityje galėtų visiškai pakeisti vaistų gamybą ir ją padaryti ekologiškesne bei nepriklausoma nuo neatsinaujinančių išteklių.
Išvados
Šis proveržis rodo, kaip išplėtota biotechnologija ir žaliųjų cheminių procesų taikymas gali kartu padėti spręsti vis didėjančias aplinkosaugos problemas. Inžinerijos pagalba E. coli bakterijoms leidžiant plastiko atliekas paversti svarbiais vaistais, tokiais kaip paracetamolis, ne tik sumažinama kenksmingų plastiko atliekų kaupimasis sąvartynuose ar vandenynuose, bet ir permąstoma farmacijos gamybos priklausomybė nuo iškastinio kuro. Tobulinant šį metodą, tvarių perdirbimo ir vaistų sintezės sprendimų perspektyvos tampa artimesnės, demonstruojant inovacijų galią aplinkosaugos bei sveikatos apsaugos sankirtoje.
Kommentare