科学家利用细菌将塑料转化为扑热息痛

Scientists use bacteria to convert plastic into paracetamol

一种细菌吃下塑料瓶，然后在细胞内部将废物发酵成啤酒，最终转化为扑热息痛。这是一篇发表在《自然》杂志上的科学研究所简化后的总结。该研究首次以一种“完全新颖”的方式使用经典化学方法，根据主要作者斯蒂芬·华莱士（Stephen Wallace）的说法。

华莱士和他的爱丁堡大学研究团队设法在活的大肠杆菌中触发了一种自然过程——这种化学反应此前只在试管中观察到。具体来说，他们通过一种称为Lossen重排的过程，将酸衍生分子转化为用于药物生产的关键化合物——例如扑热息痛。研究团队仅使用微生物本身就成功地在细菌内部重现了这一反应，而无需依赖复杂的实验室催化剂。

“有趣的是，我们不需要教细菌如何进行这种反应：诀窍在于意识到它们已经具备了所需的工具，只需要引导即可，”华莱士解释道。

在细菌的细胞内，天然含有磷酸盐，可以激活研究人员所针对的化学催化作用。“我们所做的就是利用合成生物学在细菌内部构建新的生物途径，”华莱士说。“这些途径引导细胞的化学反应朝着我们想要的特定化合物的方向发展。在这种情况下，是一种药物。”

因此，科学家们并没有强迫细菌做全新的事情，而是给它们正确的蓝图，让它们内部的化学反应自行完成。

塑料在这个过程中起到了重要作用。广泛用于饮料容器的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）被分解为其基本成分之一，然后转化为能够在细菌内部引发化学反应的分子。从那里，微生物将该分子转化为关键成分，最终转化为扑热息痛。

“根据我们的观察，很可能许多甚至大多数细菌都能进行这类转化。这为我们如何利用微生物作为微型化学工厂开辟了全新的思维方式，”华莱士说。

无排放工厂

这些微型工厂不仅在室温下运行，而且不产生碳排放——这是与传统扑热息痛生产的关键区别。正如华莱士指出的：“令人惊讶的是，很少有人知道他们服用的扑热息痛最初是由石油制成的。”他补充说：“最让我兴奋的是，我们展示了一种新的、更绿色的方法来制造这种全球性药物，使用细菌发酵而不是化石燃料。”

尽管目前还处于早期阶段，但这可能标志着制药行业和塑料回收领域向更可持续、基于生物的制造实践转变的一部分。“毕竟，废物只是碳，而微生物喜欢碳。与其通过焚烧或填埋将废物释放到大气中，我们可以将其利用起来，”华莱士说。

到目前为止，研究团队只成功生产并提取了少量的扑热息痛。下一步是扩大生产规模——最终产品需要经过严格的测试：“人体试验是完全不同的一步，也是理所当然的。任何打算商业化的药物都必须经过严格的安全性和监管测试，这需要时间和密切监督，”华莱士解释道。

因此，尽管科学家们认为他们的工作展示了“令人兴奋的潜力”，但要使这种由微生物制造的扑热息痛准备好用于医疗用途，还有很长的路要走。

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