تبدیل زباله های پلاستیکی به داروی مسکن؛ دستاورد نوآورانه دانشمندان با کمک باکتری های گوارشی
- شناسه خبر: 34297
- تاریخ و زمان ارسال: ۷ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۰۱:۳۹
- نویسنده: میترا راضی
بازیافت پلاستیک یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل زیست‌محیطی جهان امروز به‌شمار می‌رود. میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی هر سال وارد محیط‌زیست می‌شود و اثرات مخربی بر سلامت انسان، حیوانات و اکوسیستم‌ها دارد. در این میان، دانشمندان در تلاش‌اند تا با استفاده از روش‌های زیستی و پایدار، زباله‌های پلاستیکی را به مواد سودمند تبدیل کنند. یکی از جذاب‌ترین دستاوردهای اخیر در این زمینه، استفاده از باکتری‌های روده‌ای برای تبدیل پلاستیک به داروی استامینوفن است.
استفاده از باکتری های روده برای تبدیل پلاستیک به استامینوفن
تحقیقات جدید نشان داده‌اند که برخی از باکتری‌های موجود در دستگاه گوارش انسان، به‌ویژه باکتری اشرشیا کولی (E. coli)، توانایی انجام واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای دارند که می‌توان از آن‌ها در فرآیند بازیافت پلاستیک بهره گرفت. این باکتری رایج که معمولاً در روده انسان و حتی در مدفوع یافت می‌شود، به‌دلیل توانایی بالای متابولیکی‌اش در تحقیقات بیوتکنولوژی بسیار مورد توجه است.
- دانشمندان با بهره‌گیری از آنزیم‌های طبیعی موجود در باکتری E. coli موفق شده‌اند واکنش شیمیایی خاصی به‌نام بازآرایی لاسن (Lossen Rearrangement) را درون سلول‌های زنده فعال‌سازی کنند.
- این واکنش امکان تبدیل ترکیبات مشتق‌شده از پلاستیک به مولکول‌های آلی نیتروژن‌دار را فراهم می‌کند.
- این ترکیبات پیش‌سازهایی برای سنتز داروی پاراستامول (استامینوفن) هستند؛ مسکنی پرمصرف و جهانی.
تولید داروی استامینوفن از زباله های پلاستیکی با بازدهی بالا
یکی از مهم‌ترین نکات در این پژوهش، بازدهی بالای فرایند تبدیل زباله به دارو است. دانشمندان توانسته‌اند با استفاده از مواد اولیه حاصل از بطری‌های پلاستیکی PET (پلی‌اتیلن ترفتالات)، مولکول‌های اولیه مورد نیاز برای آغاز واکنش بیوشیمیایی را استخراج کنند.
- در مرحله نخست، زباله‌های پلاستیکی به ترکیباتی قابل‌تجزیه تبدیل شده‌اند که برای باکتری‌ها قابل استفاده هستند.
- سپس این ترکیبات در محیط زیستی کنترل‌شده با باکتری‌های اصلاح‌شده‌ی E. coli ترکیب شده‌اند.
- نتیجه این فرآیند، تولید استامینوفن با بازدهی چشم‌گیر ۹۲ درصد بوده است؛ عددی که در مقیاس صنعتی قابل‌توجه تلقی می‌شود.
نوآوری در بازیافت زیستی؛ گامی به سوی آینده ای بدون پلاستیک
این پروژه یکی از نخستین نمونه‌هایی است که در آن تبدیل مستقیم زباله پلاستیکی به یک داروی کاربردی، آن هم با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی درون‌سلولی، انجام شده است. اگرچه در مراحل ابتدایی تحقیقاتی قرار دارد، اما این روش می‌تواند نقطه آغازی برای ایجاد تحول در سیستم‌های بازیافت صنعتی باشد.
- ماده به‌دست‌آمده از PET می‌تواند در تخمیرهای زیستی و فرایندهای تولید صنعتی داروهای دیگر نیز استفاده شود.
- این دستاورد، هم از نظر زیست‌محیطی و هم از نظر اقتصادی ارزش بالایی دارد.
- پژوهشگران امیدوارند بتوانند با توسعه این روش بر روی انواع دیگر پلاستیک‌ها نیز، مولکول‌های دارویی یا صنعتی بیشتری تولید کنند.
نقش میکروارگانیسم ها در مقابله با بحران پلاستیک
بسیاری از پژوهشگران زیست‌فناوری معتقدند که آینده‌ی بازیافت پایدار در دستان میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌های طبیعی آن‌هاست. این موجودات ریز، دارای سیستم‌های شیمیایی پیچیده‌ای هستند که در صورت مهندسی صحیح، می‌توانند جایگزینی مناسب برای فرآیندهای شیمیایی پرهزینه و آلاینده شوند.
- باکتری‌ها از مجموعه‌ای از آنزیم‌ها بهره می‌برند که به‌طور طبیعی در متابولیسم آن‌ها فعالیت دارند.
- این آنزیم‌ها توانایی شکستن زنجیره‌های بلند پلیمری مانند پلاستیک را دارند.
- با به‌کارگیری روش‌های مهندسی ژنتیک، می‌توان این میکروارگانیسم‌ها را برای تولید مولکول‌های هدفمند مانند داروها یا مواد شیمیایی سودمند برنامه‌ریزی کرد.
چشم اندازهای آینده؛ از دارو تا سوخت های زیستی
استفاده از باکتری‌ها برای تبدیل زباله‌های پلاستیکی به محصولات مفید، تنها آغاز راه است. دانشمندان معتقدند این روش می‌تواند راه را برای تولید مواد متنوعی مانند پلاستیک‌های زیست‌تجزیه‌پذیر، سوخت‌های زیستی، کودهای آلی و سایر مواد شیمیایی باز کند. همچنین چنین فناوری‌هایی می‌توانند به کاهش وابستگی صنایع به منابع فسیلی و کاهش اثرات کربنی کمک کنند.
نتیجه گیری
این دستاورد علمی نه‌تنها نمونه‌ای شگفت‌انگیز از قدرت طبیعت در حل بحران‌های انسانی است، بلکه مسیر تازه‌ای برای توسعه فناوری‌های سبز و پایدار نیز فراهم می‌کند. اگرچه هنوز برای تجاری‌سازی این فرایند نیاز به تحقیقات بیشتر و سرمایه‌گذاری‌های کلان وجود دارد، اما چشم‌انداز روشنی از آینده‌ای قابل بازیافت‌تر و پایدارتر ارائه می‌دهد. شاید روزی فرا برسد که زباله‌های پلاستیکی نه تنها تهدیدی برای زمین نباشند، بلکه منبعی ارزشمند برای نجات زندگی انسان‌ها محسوب شوند.
