की एक क्रांतिकारी अग्रिम में जैव प्रौद्योगिकी और हरित रसायन विज्ञानवैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने कुछ अकल्पनीय हासिल किया है: लाइव बैक्टीरिया का उपयोग करके पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक को पेरासिटामोल में परिवर्तित करें। अध्ययन, प्रतिष्ठित में प्रकाशित प्रकृति रसायन विज्ञान पत्रिकापहली बार एक सिंथेटिक रासायनिक प्रतिक्रिया को एकीकृत करने की संभावना के लिए प्रदर्शित करता है – का पुनर्व्यवस्था घाटेदार– के चयापचय में एस्चेरिचिया कोलाई (ई। कोलाई), एक जीवाणु व्यापक रूप से जैव प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है।
नुकसान की प्रतिक्रिया, एक सदी से अधिक पहले की खोज की, यह कार्बनिक संश्लेषण प्रयोगशालाओं में एक सामान्य प्रक्रिया है, लेकिन इसे जीवित प्रणालियों में कभी नहीं देखा गया था। के नेतृत्व में समूह निक डब्ल्यू। जॉनसन और स्टीफन वालेस वह जटिल एंजाइमों या चरम स्थितियों की आवश्यकता के बिना, जीवित बैक्टीरिया में इस गैर -गैर -रासायनिक रासायनिक परिवर्तन को पेश करने में कामयाब रहा। हैरानी की बात है, उत्प्रेरक फॉस्फेट के रूप में सरल के रूप में कुछ था स्वाभाविक रूप से कोशिकाओं के भीतर मौजूद है।
एक रासायनिक कारखाने के रूप में जीवाणु
इस नई बायोकंपैटिबल प्रतिक्रिया की प्रभावशीलता को सत्यापित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने उपभेदों का उपयोग किया ई। आनुवंशिक रूप से संशोधित कोलाई यह एक आवश्यक मेटाबोलाइट का उत्पादन नहीं कर सका: पैरा-अमीनोबेंजोइक एसिड (पीएबीए)। जब पेट प्लास्टिक (जैसे बोतल बैक्टीरिया PABA को संश्लेषित करने में सक्षम थे और बढ़ते रहें, यह दर्शाता है कि इस प्रक्रिया ने जीवित जीव के भीतर काम किया।
लेकिन लेखक आगे भी चले गए। इस प्रतिक्रिया का लाभ उठाते हुए, उन्होंने एक चयापचय मार्ग तैयार किया जो PABA को पेरासिटामोल (एसिटामिनोफेन) में परिवर्तित करता हैलोकप्रिय एनाल्जेसिक और एंटीपिरेटिक। इस तरह, वे प्लास्टिक के कचरे को एक उपयोगी दवा में एक उपयोगी दवा में बदलने में कामयाब रहे, जो 90 % से अधिक और सिर्फ 24 घंटों में एक शुद्धता के साथ।
“यह पहली बार है कि एक जीवाणु एक प्लास्टिक की बोतल को पेरासिटामोल में परिवर्तित करता है,” उन्होंने कहा स्टीफन वालेसमुख्य लेखकों में से एक।
प्रयोगशाला से परे: स्थिरता और नवाचार
यह खोज न केवल जीवित जीवों में सिंथेटिक रसायन विज्ञान के एकीकरण में एक मील का पत्थर का प्रतिनिधित्व करती है, बल्कि दो वैश्विक समस्याओं को दूर करने के लिए नई संभावनाओं को भी खोलती है: प्लास्टिक प्रदूषण और दवाओं और औद्योगिक यौगिकों के उत्पादन पर जीवाश्म ईंधन निर्भरता।
सेल चयापचय में एकीकृत एक गैर -एनजाइमेटिक प्रतिक्रिया का उपयोग केवल जैविक और नवीकरणीय सामग्रियों का उपयोग करते हुए, कम पर्यावरणीय प्रभाव वाले उच्च मूल्य वाले उत्पादों को सामान्य अपशिष्ट की अनुमति देता है। यह एक स्पष्ट उदाहरण है सर्कुलर इकोनॉमी बायोटेक्नोलॉजी पर लागू होती है।
माइक्रोब ग्रह को साफ करें
यह अग्रिम एक भविष्य का सुझाव देता है जिसमें डिज़ाइन किए गए बैक्टीरिया के रूप में कार्य कर सकते हैं लाइव माइक्रो -रेफ़िनर्स, एक नियंत्रित जैविक प्रणाली के भीतर सभी दवाओं, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक या स्वच्छ ईंधन में अपशिष्ट बदलना।
जैसा कि टीम ने बताया, “लॉसेन का पुनर्गठन केवल शुरुआत है।” यह प्रयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक नई पीढ़ी में कई लोगों में से पहला हो सकता है जो सिंथेटिक रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के बीच बाधाओं को समाप्त करते हुए, जीवित जीवों के भीतर सीधे काम करते हैं।