За първи път в света модифицирана E. coli превръща отпадъци в лекарство при стайна температура

Революционно научно откритие може да промени едновременно начина, по който се справяме с пластмасовите отпадъци и произвеждаме лекарства. Учени от Университета в Единбург успяха да създадат генетично модифицирана бактерия Escherichia coli, която превръща пластмасовите бутилки в парацетамол.

Изследването, публикувано в престижното списание Nature Chemistry, описва процес, при който една литрова PET бутилка може да се превърне в девет таблетки болкоуспокояващо. Откритието е особено значимо, тъй като традиционното производство на парацетамол разчита на изкопаеми горива и енергоемки процеси с високи въглеродни емисии.

"Това е първият път, когато бактерия превръща пластмасова бутилка в парацетамол", заяви професор Стивън Уолас, ръководител на изследването и председател на катедрата по химическа биотехнология в Университета в Единбург.

Как работи "живата фабрика"

Процесът започва с разграждането на полиетилен терефталат (PET) - пластмасата, от която се правят водните бутилки и опаковките за храни. От нея се получава терефталова киселина, която модифицираната E. coli превръща в парааминобензоена киселина (PABA) - ключова съставка за производството на парацетамол.

Ученците са вградили в бактерията гени от гъби и почвени бактерии, които й позволяват да завърши превръщането на PABA в готов парацетамол. Целият процес приличи на бирена ферментация и се извършва при стайна температура в рамките на 24 часа.

Резултатите са впечатляващи - в лабораторните условия 90 до 92 процента от обработения материал се превръща в чист парацетамол, като процесът не създава практически никакви въглеродни емисии.

Битка срещу двата глобални проблема

Откритието атакува едновременно два сериозни глобални предизвикателства. От една страна, всяка година се произвеждат над 350 милиона тона пластмасови отпадъци, които замърсяват океаните и създават континенти от боклук. От друга страна, фармацевтичната индустрия има въглероден отпечатък с 55 процента по-голям от автомобилната индустрия.

Новият метод предлага елегантно решение - превръща проблема в ресурс. Вместо пластмасовите отпадъци да се трупат в депа или да се изгарят с отделяне на вредни газове, те могат да се превърнат в жизненоважни лекарства.

"Това демонстрира, че PET пластмасата не е просто отпадък или материал, предназначен да стане още пластмаса - тя може да бъде трансформирана от микроорганизми в ценни нови продукти, включително такива с потенциал за лечение на болести", обясни професор Уолас.

Бъдещи предизвикателства

Преди технологията да стигне до индустриално приложение, предстоят още няколко етапа. Ученците трябва да решат как да мащабират процеса до големи биореактори, да постигнат фармацевтична чистота на продукта и да получат регулаторни одобрения.

Въпреки това, самото доказателство за възможност вече променя перспективите. Ако една бактерия може да превърне отпадък в лекарство, това отваря врати за създаването на цяла кръгова икономика, базирана на биологични процеси.

Изследването е финансирано от фармацевтичната компания AstraZeneca и британския Съвет за изследвания в областта на инженерните и физичните науки, което показва сериозния интерес на индустрията към подобни иновации.

Променяне на правилата на играта

Откритието илюстрира потенциала на инженерната биология - нова област, която използва микроорганизми като "живи фабрики" за производство на разнообразни продукти. Подобни технологии вече се прилагат за производството на инсулин и лекарства против малария.

За първи път обаче е демонстрирано, че природни процеси могат да извършват химия, която никога не се е случвала в природата - така наречената "реакция на Лосен", открита през 1872 година, но никога досега не наблюдавана в живи клетки.

Това може да бъде началото на нова ера, в която отпадъците не само не замърсяват околната среда, а активно помагат за лечението на болести и подобряването на човешкото здраве.