Шотландские ученые научили кишечную палочку преобразовывать пластиковые отходы в парацетамол

Команда ученых Эдинбургского университета разработала биотехнологический метод переработки пластиковых отходов в активный компонент парацетамола с помощью генетически модифицированных бактерий E. coli. Процесс происходит при комнатной температуре менее чем за сутки и не имеет углеродных выбросов.

В основе революционной технологии, подробно описанной в последнем выпуске журнала Nature Chemistry, лежит процесс биохимического апсайклинга, или «облагораживающей переработки». Команда под руководством профессора Стивена Уоллеса разработала двухэтапный процесс. Сначала полиэтилентерефталат (ПЭТ), из которого ежегодно производятся миллионы тонн одноразовой тары, химически расщепляется до своего мономера — терефталевой кислоты. Затем это вещество «скармливается» генетически спроектированным бактериям E. coli.

Новый метод решает сразу две глобальные проблемы: загрязнение планеты пластиковыми отходами и зависимость фармацевтической промышленности от ископаемого топлива. ПЭТ-пластик, используемый для производства водных бутылок и пищевой упаковки, создает более 350 миллионов тонн отходов ежегодно, нанося серьезный экологический ущерб по всему миру.

Следует отметить, что традиционное производство парацетамола полностью зависит от сырья на основе нефти. Тысячи тонн ископаемого топлива используются ежегодно для работы заводов, производящих обезболивающее, наряду с другими лекарствами и химикатами, что вносит значительный вклад в изменение климата.

Профессор Стивен Уоллес, руководитель исследования и заведующий кафедрой химической биотехнологии Эдинбургского университета, отметил: «Наша работа демонстрирует, что ПЭТ-пластик — это не просто отходы или материал, предназначенный стать еще большим количеством пластика. Он может быть преобразован микроорганизмами в ценные новые продукты, включая те, которые потенциально могут использоваться для лечения заболеваний».

Технические детали прорыва

Процесс основан на ферментации, аналогичной пивоварению. Исследователи использовали процесс ферментации, подобный тому, который используется при варке пива, чтобы ускорить превращение промышленных ПЭТ-отходов в парацетамол менее чем за 24 часа.

Исследователями продемонстрирована высокая эффективность нового способа биосинтеза парацетамола. При взаимодействии терефталевой кислоты и штамма генетически модифицированной кишечной палочки (E. coli) чистота конечного продукта достигла 90%. Ключевыми преимуществами данного подхода являются его экологичность — минимальный углеродный след — и проведение реакции в мягких условиях, при комнатной температуре. Это подтверждает потенциал для внедрения устойчивых технологий в фармацевтическое производство.

Ключевым этапом процесса стало создание промежуточной молекулы PABA (пара-аминобензойная кислота). Генетически модифицируя бактерии, химики смогли трансформировать эту молекулу в ацетаминофен, также известный как парацетамол.

Коммерческие перспективы и финансирование

Исследование частично финансировалось фармацевтической компанией AstraZeneca через программу EPSRC CASE. Это указывает на серьезный коммерческий интерес к технологии со стороны крупных игроков фармацевтического рынка.

Представители Edinburgh Innovations, коммерциализационной службы университета, выразили готовность к сотрудничеству с потенциальными партнерами для внедрения технологии в промышленных масштабах.

Источник: courthousenews