Обнаружены бактерии, которые превращают пластиковые бутылки в парацетамол

Ученые знают о различных микробах, способных разлагать пластик , что может стать решением одной из основных экологических проблем последних десятилетий, но исследователи из Эдинбургского университета обнаружили, что Escherichia coli , распространенная и в целом безвредная бактерия, делает нечто еще более удивительное: она превращает пластиковые отходы из бутылок с водой или упаковки продуктов питания в парацетамол. Для авторов исследования, опубликованного в этот понедельник в журнале Nature Chemistry , это открытие может произвести революцию в производстве обезболивающих.

Исследователи утверждают, что этот метод практически не генерирует выбросов углерода и является более устойчивым, чем текущее производство лекарств. В то же время он повторно использует пластик, полиэтилентерефталат (ПЭТ) , который содержится во многих повседневных товарах и часто оказывается на свалках или загрязняет океаны.

Парацетамол традиционно производится из истощающихся запасов ископаемого топлива, такого как сырая нефть. Для производства этого и других лекарств и химикатов требуются тысячи тонн ископаемого топлива, которые, по словам экспертов, вносят значительный вклад в изменение климата.

ПЭТ, со своей стороны, будучи одновременно прочным и легким, ежегодно производит более 350 миллионов тонн отходов, нанося серьезный ущерб окружающей среде во всем мире. Его переработка возможна, но исследователи отмечают, что существующие процессы создают продукты, которые продолжают способствовать глобальному загрязнению пластиком.

Стивен Уоллес и его коллеги обнаружили, что тип химической реакции, называемый перегруппировкой Лоссена, может происходить в живых клетках, катализируемой фосфатом внутри E. coli . Эта химическая реакция производит тип азотсодержащего органического соединения, необходимого для клеточного метаболизма.

Ученые модифицировали E. coli в лабораторных условиях, чтобы преобразовать молекулу, полученную из ПЭТ, известную как терефталевая кислота, в активный ингредиент парацетамола. Исследователи, частично финансируемые биофармацевтической компанией AstraZeneca, использовали процесс ферментации, аналогичный тому, который используется в пивоварении, чтобы ускорить преобразование промышленных отходов ПЭТ в парацетамол менее чем за 24 часа.

Новая технология была реализована при комнатной температуре и практически не производила выбросов углерода, что, по словам группы, демонстрирует, что парацетамол может производиться устойчиво. Однако они признают, что необходимы дальнейшие разработки, прежде чем его можно будет производить в коммерческих целях. Около 90% продукта, полученного в результате реакции терефталевой кислоты с генетически модифицированными бактериями, был парацетамолом.

По словам экспертов, этот новый подход демонстрирует, как традиционная химия может быть интегрирована с инженерной биологией для создания живых микробных фабрик, способных производить устойчивые химические вещества, которые не под силу создать только биологии, одновременно решая проблему отходов, сокращая выбросы парниковых газов и зависимость от ископаемого топлива.

«Эта работа демонстрирует, что ПЭТ-пластик — это не просто отходы или материал, которому суждено стать еще более пластичным, но и то, что микроорганизмы могут преобразовывать его в ценные новые продукты, в том числе те, которые потенциально могут лечить заболевания», — говорит Стивен Уоллес, ведущий автор исследования.

Результаты могут представлять собой первый случай, когда E. coli производит парацетамол из отходов. Будущие исследования будут изучать, как другие типы бактерий или пластика могут производить полезные продукты.