Traiter les déchets plastiques est un vrai mal de tête. Mais avec un peu d'aide, les bactéries peuvent transformer le plastique en analgésique.
Génétiquement conçu Escherichia coli Les bactéries ont converti une bouteille en plastique en panne en ingrédient actif dans des médicaments contre la douleur comme le Tylenol et le Panadol, les scientifiques rapportent le 23 juin Chimie de la nature.
L'approche pourrait aider à réduire la pollution plastique et à se relâcher dans les combustibles fossiles désormais utilisés pour faire les médicaments omniprésents. «Je pense vraiment que c'est un point de départ assez passionnant pour les déchets plastiques en haut», explique Stephen Wallace, biologiste d'ingénierie à l'Université d'Édimbourg.
Les déchets plastiques sont connus depuis longtemps pour nuire à l'environnement et à la santé humaine. Mais des scientifiques comme Wallace se tournent vers les microbes pour convertir les plastiques en produits plus utiles et précieux. La combinaison de processus biologiques avec des réactions chimiques qui ne se produisent généralement pas à l'intérieur des cellules font de «la nature de la chimie qui n'a jamais évolué auparavant», explique Wallace.
Son équipe a fait E. coli Faites exactement cela.
Avant de définir les bactéries à travailler sur la fabrication de produits pharmaceutiques, les chercheurs ont soutenu une étape et testé la capacité des microbes à créer une molécule précurseur nécessaire appelée para-aminobenzoïque, ou Paba, à partir du plastique. Et clé de que Step voyait si E. coli Peut supporter une réaction chimique essentielle appelée réarrangement Losten, qui modifie la structure d'une molécule portant de l'azote pour fabriquer le PABA.
Les scientifiques ont modifié E. coli afin qu'il ne puisse pas faire de Paba à travers sa voie biologique ordinaire. De cette façon, les cellules mourraient sans obtenir du PABA (ce qui est également essentiel pour fabriquer l'acide folique de la vitamine) par une autre route. Ils ont ensuite donné à ces bactéries un composé de départ qui se transforme en PABA uniquement après avoir subi un réarrangement de perte. Les cellules vivaient – un signe clair que le réarrangement Losten avait lieu.
Ensuite, les chercheurs ont préparé le même composé de départ en décomposant chimiquement un ingrédient de bouteille en plastique connu sous le nom de polyéthylène téréphtalate, ou TEP. Encore une fois, le E. coli prospéré, transformant le précurseur à base de plastique en Paba.
Transformer les déchets plastiques en carburant pour les organismes est intéressant à part entière, dit Wallace. Mais lui et ses collègues ont poussé la réaction un peu plus loin. Avec quelques instructions génétiques supplémentaires, E. coli Peut convertir le PABA en paracétamol, également connu sous le nom d'acétaminophène, l'ingrédient actif des analgésiques Tylenol, Calpol et Panadol.
Le modifié E. coli converti 92% des déchets plastiques en panne en paracétamol dans les 48 heures. La plupart des paracétamols sont actuellement fabriqués à partir de combustibles fossiles, donc le nouveau processus pourrait un jour offrir une voie plus durable pour préparer le médicament, dit Wallace.
Il y a un long chemin à parcourir avant que ce processus ne puisse être mis à l'échelle, cependant. La méthode que les chercheurs ont utilisée pour décomposer la bouteille en plastique serait difficile à évoluer dans les proportions industrielles, explique Dylan Domaille, chimiste à la Colorado School of Mines de Golden qui n'était pas impliquée dans la nouvelle étude. Mais démontrer que les bactéries peuvent transformer les déchets plastiques en quelque chose d'utile pourraient motiver les efforts pour rendre la décomposition des plastiques plus évolutifs et durables, dit-il.
Un objectif à long terme pourrait être d'obtenir un ou plusieurs types de micro-organismes pour effectuer chaque étape de la transformation, explique Venkatesh Balan, biotechnologue à l'Université de Houston qui n'a pas été impliqué dans l'étude. Concevoir un seul organisme qui peut à la fois décomposer le plastique directement et le transformer en matériaux utiles est difficile, dit-il, mais «cette étude fondamentale sera un tremplin dans la bonne direction.
