بكتيريا مُهندسة وراثياً لإنتاج بلاستيك من النباتات

بكتيريا معزولة من التربة

تمكن فريق بحثي أميركي من إجراء بعض التعديلات الجينية البسيطة على نوع من البكتيريا، لتصبح بمثابة مصنع بيولوجي تتحول داخله مادة موجودة في النباتات والأشجار وهي «الليجنين» إلى بديل للبلاستيك.
واللجنين بوليمر، يملأ الفجوات بين مركب السليلوز ومكونات كيميائية أخرى في جدران خلايا النباتات والأشجار، ويتم التخلص منها في مصانع الورق التي تستخلص السليلوز، وهي المادة الأساسية في صناعة الورق.
وفي الدراسة المنشورة أمس، في دورية «الكيمياء الخضراء»، تمكن الفريق البحثي من مركز أبحاث الطاقة الحيوية الذي تموله جامعة ويسكونسن ماديسون الأميركية، من استخدام بكتيريا تسمى نوفوسفينجبيم أرامتيكيفورانس «Novosphingobium aromaticivorans»، لاختراق هذا البوليمر الغني بالفينولات الطبيعية، الشبيهة بالمركبات العطرية المستخدمة في تصنيع المواد البلاستيكية.
وظهرت محاولات سابقة لاختراق هذا البوليمر والاستفادة من تلك الفينولات، وذلك باستخدام أنواع من البكتيريا، ولكنها لم تعط نتائج ذات جدوى، لعدم قدرتها على هضم كل الفينولات الموجودة في اللجنين، ولكن التعديل الجيني الذي أجراه الباحثون على بكتيريا «نوفوسفينجبيم أرامتيكيفورانس» المعزولة من التربة مكنها من هضم مجموعة كبيرة من الفينولات، يما يجعلها واعدة للغاية في هذا المجال.
ويقول ميجيل بيريز، المتخصص في الهندسة المدنية والبيئية بجامعة ويسكونسن، وأحد الباحثين المشاركين بالدراسة، في تقرير نشره موقع الجامعة بالتزامن مع نشرها: «ناتج هضم البكتيريا لهذه الفينولات يكون هو حمض ثنائي الكربوكسيل، والمستخدم في تحضير مركبات بولي أميد (متعددات الأميد) والبوليستر (متعددات الإستر)، وهي مركبات تدخل في صناعة المواد البلاستيكية».
ويقوم هذا الحمض بنفس الأداء أو أفضل من الطرق الأكثر شيوعاً التي تستخدم المادة المعروفة باسم (بولي إيثيلين تريفثاليت) في إنتاج البلاستيك، كما أوضحت الدراسة.
ويضيف: «في الوقت الحالي، فإن البكتيريا المهندسة وراثياً استطاعت تحويل 59 في المائة على الأقل من مركبات الفينولات في الليجنين إلى حمض ثنائي الكربوكسيل، لكننا نسعى في دراسة أخرى يتم تنفيذها إلى تحقيق المزيد».
وتكمن أهمية هذا الاكتشاف في أنه يتيح استغلال مكون نباتي في إنتاج البلاستيك، وبالتالي سيتحلل بشكل طبيعي وسريع في البيئة، كما أنه يتيح استغلال مكون اعتادت المصانع على حرقها، وهو ما يمثل قيمة اقتصادية مضافة للمصانع التي يكون الليجنين ضمن نواتج عملية الصناعة، كما يؤكد بيريز.