Вирусная эволюция переработки: лекарство получилось из того, что выбрасывают

Представьте себе: обычная пластиковая бутылка, выброшенная после обеда, превращается в таблетку парацетамола. Звучит как научная фантастика? А вот и нет — ученые уже реализовали это на практике.

Пластик, который лечит

Проблема пластика повсеместна. ПЭТ — материал, из которого делают бутылки, упаковку и ткани — производят в объеме свыше 50 млн тонн в год. Большая часть этого пластика становится мусором после одного применения.

Учёные из разных областей решили объединить усилия и сделать из отходов не просто сырьё, а нечто полезное — лекарство. Они взяли за основу кишечную палочку Escherichia coli, чью генетику легко модифицировать.

В клетку внедрили необычную химическую реакцию — перегруппировку Лоссена, которая превращает органические молекулы в амины — важнейшие компоненты для производства лекарств.

Как проверить, работает ли это

Чтобы убедиться, что реакция пойдёт внутри живой клетки, учёные провели эксперимент. Они использовали штамм E. coli, не способный самостоятельно вырабатывать ПАБК — важнейшее вещество для жизни бактерии. Если бы реакция прошла успешно, субстрат превращался бы в ПАБК, и бактерии выживали.

Так и случилось — микробы не только выжили, но и начали активно размножаться. Причём без использования привычных катализаторов! Их роль неожиданно взяли на себя фосфаты — соединения, содержащиеся в питательной среде и самих клетках.

От бутылки — к таблетке

Следующий шаг — переработка реального мусора. Учёные разложили пластиковую бутылку до терефталевой кислоты, из которой синтезировали нужный субстрат. Модифицированные бактерии с успехом усвоили его и продолжили расти, доказывая: даже бытовые отходы могут стать основой для производства.

Затем в геном E. coli добавили ещё два гена — от гриба и бактерии. Один превращает ПАБК в 4-аминофенол, второй — добавляет ацетильную группу. Результат? Полноценный парацетамол.

Апсайклинг как искусство

Эта работа — не просто инженерное чудо. Это принципиально новый подход к утилизации: отходы превращаются не в сырьё, а в ценный конечный продукт. Причем с минимальными затратами: выход парацетамола составил 92% от исходного вещества.

Уточнения

Субстрат (философия) — в широком смысле, основа всего существующего; при этом часто отождествляется с материей, субстанцией.