בקבוקים ריקים וחיידקים משלשלים יצרו תרופות באופן "טבעי"

לקחתם פעם תרופות נגד כאבים, כמו אקמול, דקסמול, פראמול, אברול, נובימול, רוקמול וכל שם שנשמע אפילו טיפה דומה לאלה? מן הסתם לא היה לכם מושג שאתם מכניסים לגופכם נפט – או לפחות חומר שמקורו בנפט.

כעת, הצליחו מדענים לפתח שיטה חדשנית לייצור חומר הבסיס הנפוץ למשככי כאבים ללא נפט – כלומר, הוא עדיין מבוסס על נפט, אך רק בעקיפין. קלוד מסבירה:

שילוב מדע וטבע למען הסביבה

פרופסור סטיבן וולאס מאוניברסיטת אדינבורו מסביר כי רוב האנשים אינם מודעים לכך שפרצטמול מיוצר כיום מנפט. השיטה החדשה מציעה חלופה סביבתית משמעותית: "הטכנולוגיה הזו מוכיחה שניתן לייצר פרצטמול באופן בר-קיימא יותר, ובו-זמנית לנקות פסולת פלסטיק מהסביבה".

החדשנות טמונה בגילוי שתהליך כימי מסוים, הנקרא "סידור מחדש של לוסן", יכול להתרחש בנוכחות תאים חיים ללא פגיעה בהם. מדובר בתהליך שמעולם לא נצפה בטבע, אך החוקרים הצליחו לגרום לו להתרחש בתנאים ביולוגיים.

מבקבוקי פלסטיק למעבדה ביולוגית

התהליך מתחיל בלקיחת פלסטיק מסוג פוליאתילן טרפתלט (PET), הנמצא בדרך כלל באריזות מזון ובקבוקים. באמצעות שיטות כימיות ברות-קיימא, החוקרים הופכים אותו לחומר חדש. כאשר החומר הזה מועבר לטיפול עם זן לא מזיק של חיידק אי קולי, הוא הופך לחומר הנקרא PABA.

הפרט המפתיע הוא שבעוד שתהליך הלוסן דורש בדרך כלל תנאי מעבדה קשים, בנוכחות החיידקים הוא התרחש באופן ספונטני. החוקרים גילו שהתהליך מתרחש בזכות פוספט הנמצא בתאים עצמם.

הנדסה גנטית למטרות ייצור

PABA הוא חומר חיוני לגדילת חיידקים, במיוחד לסינתזת DNA, והוא מיוצר בדרך כלל בתוך התא מחומרים אחרים. החוקרים השתמשו בחיידקי אי קולי שעברו שינוי גנטי לחסימת הנתיבים הטבעיים הללו, כך שהחיידקים נאלצו להשתמש בחומר שמקורו בפלסטיק.

בשלב הבא, החוקרים ביצעו שינוי גנטי נוסף בחיידקים, תוך השתלת שני גנים – אחד מפטריות ואחד מחיידקי אדמה – שאפשרו להם להפוך את ה-PABA לפרצטמול. התוצאה: תוך פחות מ-24 שעות, החיידקים הצליחו להפוך את החומר הראשוני המבוסס על PET לפרצטמול, עם פליטות נמוכות ותפוקה של עד 92%.

פוטנציאל עתידי ויישום מסחרי

למרות שנדרשת עבודה נוספת כדי לייצר פרצטמול בשיטה זו ברמה מסחרית, התוצאות מבטיחות יישום מעשי. וולאס מדגיש: "זה מאפשר, בפעם הראשונה, נתיב מפסולת פלסטיק לפרצטמול – דבר שלא אפשרי באמצעות ביולוגיה בלבד, וגם לא באמצעות כימיה בלבד".

הטכנולוגיה החדשה, שהוצגה בכתב העת המדעי "Nature Chemistry”, מייצגת צעד משמעותי לעבר כלכלה מעגלית, שבה פסולת הופכת לחומר גלם למוצרים אחרים. החוקר מתאר את השיטה כ"דרך לשאוב לחלוטין פסולת פלסטיק", ובכך להציע פתרון כפול לבעיית הזיהום הפלסטי ולצורך בייצור בר-קיימא של תרופות.