מדענים הצליחו להמיר פסולת פלסטיק לפרצטמול ממוחזר באמצעות חיידקים שעברו שינוי.

קבוצת מדענים מבריטניה עשתה צעד משמעותי בתחום חיפוש אחר פתרונות בני קיימא לזיהום פלסטיק. באמצעות כלים של ביוטכנולוגיה וכימיה, הם הצליחו להפוך פסולת פלסטיק —באופן ספציפי, בקבוקים ומיכלים מפוליאתילן טרפתאלט (PET)— בחומר הפעיל של פרצטמול, אחד ממשככי הכאבים הנצרכים ביותר בעולם.

המחקר, שבוצע על ידי צוות מאוניברסיטת אדינבורו, פורסם בכתב העת Nature Chemistry וזכה לתשומת לב רבה בזכות... פוטנציאל לשינוי האופן שבו אנו מנהלים הן פסולת פלסטיק והן ייצור תרופות. כדי להשיג פריצת דרך זו, החוקרים השתמשו בחיידקי E. coli (E. coli) מהונדסים גנטית, המסוגלים להמיר חומצה טרפתלית - נגזרת של PET - לפרצטמול.

מבקבוק לתרופה: תהליך חדשני

ההליך מתחיל עם ה- פירוק כימי של פלסטיק PET לקבלת חומצה טרפתלית, ש לאחר מכן הוא הופך על ידי חיידקי אי קולי לחומר הפעיל פרצטמול.התהליך כולו מתבצע בטמפרטורת החדר, בתנאים דומים לאלה של תסיסת בירה, ומאופיין ביעילותו הגבוהה: המרה במעבדה השיגה תשואה של 90 עד 92% בפחות מ-24 שעות.

טכניקה זו משתמשת בתגובה כימית הנקראת "סידור מחדש של לוסן", שמעולם לא הושרה קודם לכן באורגניזמים חיים למטרה זו. באמצעות עריכת גנים, מדענים הפעילו את האנזים המאפשר תגובה זו בתוך החיידקים, תוך שימוש בתרכובות הקיימות באופן טבעי בתוכם.

בהשוואה לשיטה התעשייתית הקונבנציונלית לייצור פרצטמול, אשר מסתמכת על נפט ומייצרת טביעת רגל פחמנית ניכרת, הגישה החדשה בולטת משום שהיא מתבצעת בתנאים מתונים וכמעט ללא פליטות פחמן דו-חמצני..

דוגמה ל"מיחזור מחדש" (upcycling) עם רלוונטיות פרמצבטית וסביבתית

מדי שנה נוצרים ברחבי העולם יותר מ-350 מיליון טון של פסולת פלסטיק., שחלק גדול ממנו מגיע מאריזות מזון ובקבוקי PET. שיטות מיחזור קונבנציונליות מייצרות לעתים קרובות פלסטיק חדש או חומרים בעלי ערך נמוך, מה שמנציח את הבעיה. שיטת מיחזור חדשנית זו זה מאפשר יצירת מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה מפסולת, במה שמכונה "מיחזור כימי" (upcycling)..

התגלית מייצגת התקדמות משמעותית הן לכלכלה המעגלית והן לייצור תרופות בר-קיימא. היא לא רק מייצגת שימוש יעיל הרבה יותר בפלסטיק ממוחזר, אלא גם מפחית את התלות האנרגטית בדלקים מאובנים ואת הפליטות הנלוות.

אתגרים ואפשרויות לעתיד

למרות שהטכניקה עדיין בשלב המעבדה, האחראים על המחקר עובדים על הרחבת הטכנולוגיה והתאמתה. עבור סוגים אחרים של פלסטיק וסינתזה של תרופות שונותעם זאת, הם מודים כי עדיין קיימים אתגרים, כגון השונות של פסולת, השפעות רעילות פוטנציאליות בתנאים תעשייתיים מסוימים, והערכת הכדאיות הכלכלית שלה בקנה מידה גדול.

הפרויקט, הממומן על ידי הסוכנות הבריטית EPSRC, חברת התרופות AstraZeneca ו-Edinburgh Innovations, הוא גם דוגמה לשיתוף פעולה בין מחקר ציבורי לתעשייה. מומחי ביולוגיה סינתטית רואים בגישה זו דוגמה מעשית לאופן שבו הנדסה מטבולית יכולה לסייע ביצירת תעשייה בת קיימא יותר, שתלויה פחות במשאבי מאובנים..

שיטה זו פותח את הדלת ל, בעתיד, ניתן להפיק תרכובות אחרות בעלות עניין תעשייתי או פרמצבטי מפסולת, והופכים את אחת הבעיות הסביבתיות העיקריות להזדמנויות חדשות.

הפיכת פלסטיק לפרצטמול באמצעות חיידקים שעברו שינוי מייצגת דוגמה קונקרטית לאופן שבו מחקר יכול לתרום הן לטיפול במשבר הפלסטיק הסביבתי והן לאתגר של ייצור תרופות בצורה נקייה יותר. אם יתגבר על מחסומים טכניים וכלכליים, הדבר עשוי לסמן שינוי פרדיגמה בניהול פסולת ובייצור תרופות.