تزداد النفايات البلاستيكية بشكل غير مسبوق، مما يؤدي إلى تفاقم معاناة البيئة من أضرار لا حصر لها، وللتغلب على هذه المشكلة، اكتشف باحثون أنه يمكن استخدام البكتيريا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مسكنات للألم، مما يفتح المجال أمام إمكانية التوصل إلى عملية أكثر استدامةً لإنتاج الأدوية.
اكتشف علماء الكيمياء أن بكتيريا الإشريكية القولونية يمكن استخدامها في صنع الباراسيتامول، المعروف أيضاً باسم الأسيتامينوفين، من مادة يتم إنتاجها في المختبر من زجاجات بلاستيكية، بحسب دراسة نشرتها مجلة "Nature" ونقلتها صحيفة "Guardian" البريطانية.
لأول مرة.. دمج الكيمياء مع البيولوجيا
صرح البروفيسور ستيفن والاس، الباحث الرئيسي في البحث، قائلاً أن الجميع لا يدركون أن الباراسيتامول يُستخرج من النفط، وبناء على يتم تطبيق التقنية الجديدة عن طريق دمج الكيمياء والبيولوجيا لأول مرة، حيث يمكن إنتاج الباراسيتامول بشكل أكثر استدامة، والتخلص من النفايات البلاستيكية التي تدمر البيئة بالوقت نفسه.
وأكد "والاس" وزملاؤه أنهم اكتشفوا نوعاً من التفاعلات الكيميائية متوافقة حيوياً، تُعرف باسم إعادة ترتيب "لوسن"، وهي عملية لم يتم مشاهدتها من قبل في الطبيعة، أو بمعنى آخر، يُمكن إجراؤها في وجود الخلايا الحية دون الإضرار بها، ومعناها "تفاعل إعادة الترتيب".
استخدام عملية "إعادة ترتيب لوسن"
توصل 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، وعندما حقن الباحثون هذه المادة مع سلالة غير ضارة من البكتيريا الإشريكية القولونية، وجدوا أنها تحولت إلى مادة أخرى تعرف باسم "بابا-PABA".
مفاجأة أثناء العملية الكيميائية
والأمر الحاسم، أنه أثناء إعادة ترتيب "جين لوسن" والتي عادة ما تتم في الظروف القاسية، شهد الجين تغيراً بشكل طبيعي وتلقائي داخل جسم البكتيريا الإشريكية القولونية عن طريق الفوسفات داخل الجسم، وهي مادة كيميائية هامة في الجسم، حيث تلعب دوراً كبيراً في الطاقة والأنشطة الخلوية.
يضيف الفريق أن "البابا PABA" مادة أساسية تحتاجها البكتيريا للنمو، وخاصة لتكوين الحمض النووي "Dna" وعادةً ما تُصنع داخل الخلية من مواد أخرى، إلا أن بكتيريا الإشريكية القولونية المستخدمة في التجارب كانت مُعدلة وراثياً، من أجل عرقلة هذه المسارات، مما يعني أن البكتيريا اضطرت لاستخدام مادة PET.
ويقول الباحثون إن النتائج مثيرة للاهتمام لأنها تشير إلى أن النفايات البلاستيكية يمكن تحويلها إلى مادة بيولوجية، كما يمكن التخلص من النفايات البلاستيكية بشكل كامل.
الآن.. إنتاج الباراسيتامول
وليس هذا فحسب، بل قام الباحثون بتعديل البكتيريا القولونية وراثياً بشكل أكبر، عن طريق إدراج جينين، أحدهما من الفطر والآخر من بكتيريا التربة، مما مكن البكتيريا من تحويل PABA إلى باراسيتامول.
ويقول الفريق أنه 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، ويقول "والاس": "يُمكن، لأول مرة، إيجاد مسار من النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى الباراسيتامول، وهو أمر غير ممكن باستخدام علم الأحياء وحده، وليس من الممكن باستخدام الكيمياء وحدها".
