Bacteriën ontdekt die plastic flessen in paracetamol veranderen

Wetenschappers kennen verschillende microben die plastic kunnen afbreken , wat een oplossing zou kunnen zijn voor een van de grootste milieuproblemen van de afgelopen decennia. Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh hebben echter ontdekt dat Escherichia coli , een veelvoorkomende en over het algemeen onschadelijke bacterie, iets nog verrassender doet: het zet plastic afval van waterflessen of voedselverpakkingen om in paracetamol. Volgens de auteurs van de studie, die maandag in het tijdschrift 'Nature Chemistry' werd gepubliceerd, zou de ontdekking een revolutie teweeg kunnen brengen in de productie van pijnstillers.

Onderzoekers beweren dat de methode vrijwel geen CO2-uitstoot genereert en duurzamer is dan de huidige medicijnproductie. Tegelijkertijd wordt er een plastic hergebruikt, polyethyleentereftalaat (PET) , dat in veel alledaagse producten voorkomt en vaak op de vuilnisbelt belandt of de oceanen vervuilt.

Paracetamol wordt traditioneel gemaakt uit slinkende fossiele brandstoffen, zoals ruwe olie. Volgens experts zijn er duizenden tonnen fossiele brandstoffen nodig voor de productie van dit medicijn en andere medicijnen en chemicaliën, die aanzienlijk bijdragen aan klimaatverandering.

PET is zowel sterk als licht en genereert jaarlijks meer dan 350 miljoen ton afval, wat wereldwijd ernstige milieuschade veroorzaakt. Recycling ervan is mogelijk, maar onderzoekers wijzen erop dat bestaande processen producten opleveren die blijven bijdragen aan de wereldwijde plasticvervuiling.

Stephen Wallace en zijn collega's ontdekten dat een chemische reactie genaamd de Lossen-herschikking kan plaatsvinden in levende cellen, gekatalyseerd door het fosfaat in E. coli . Deze chemische reactie produceert een soort stikstofhoudende organische verbinding die essentieel is voor de celstofwisseling.

De wetenschappers modificeerden E. coli in het laboratorium om een ​​PET-molecuul, tereftaalzuur genaamd, om te zetten in het actieve ingrediënt van paracetamol. De onderzoekers, mede gefinancierd door het biofarmaceutische bedrijf AstraZeneca, gebruikten een fermentatieproces, vergelijkbaar met dat bij het brouwen van bier, om de omzetting van industrieel PET-afval in paracetamol in minder dan 24 uur te versnellen.

De nieuwe techniek werd uitgevoerd bij kamertemperatuur en genereerde vrijwel geen CO2-uitstoot, wat volgens de groep aantoont dat paracetamol duurzaam kan worden geproduceerd. Ze geven echter toe dat verdere ontwikkeling nodig is voordat het commercieel kan worden geproduceerd. Ongeveer 90% van het product dat werd geproduceerd door tereftaalzuur te laten reageren met de genetisch gemodificeerde bacteriën, was paracetamol.

Volgens deskundigen laat deze nieuwe aanpak zien hoe traditionele chemie kan worden geïntegreerd met technische biologie om levende microbiële fabrieken te creëren die duurzame chemicaliën kunnen produceren die met alleen biologie niet kunnen worden gerealiseerd. Tegelijkertijd wordt hiermee de hoeveelheid afval verminderd en de uitstoot van broeikasgassen en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderd.

"Dit werk toont aan dat PET-plastic niet zomaar afval is of een materiaal dat alleen maar meer plastic kan worden, maar dat het door micro-organismen kan worden omgezet in waardevolle nieuwe producten, waaronder producten die ziekten kunnen behandelen", aldus Stephen Wallace, hoofdauteur van de studie.

De bevindingen vertegenwoordigen mogelijk het eerste geval van E. coli die paracetamol produceert uit afval. Toekomstig onderzoek zal uitwijzen hoe andere soorten bacteriën of plastics nuttige producten kunnen genereren.