Fosil yakıtlar günümüzde insan yaşamının neredeyse her alanında yer alıyor. Elimizdeki plastik bir diş fırçası, üzerimizdeki sentetik bir kıyafet ya da kullandığımız sıradan bir ağrı kesici bile üretim yolculuğuna petrolden türetilen ham maddelerle başlıyor. Bu malzemelerin üretim süreçleri sırasında atmosfere tonlarca karbon salınıyor. Örneğin dünyada en yaygın kullanılan ağrı kesici ve ateş düşürücülerden biri olan parasetamol genellikle petrol türevi kimyasal maddelerden ve çevreye zarar veren yöntemlerle üretiliyor. Yine de tüm endüstriyel faaliyetleri durdurmadan fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmanın bir yolu olabilir.
Edinburgh Üniversitesinden sentetik biyolog Stephen Wallace, son on yıldır bu soruya yanıt arıyor. Wallace, çevre dostu kaynaklardan kimyasal maddeler üretebilecek mikroorganizmalar geliştirmek için çalışıyor. Şimdiye dek kâğıt atıklarından naylon polimerinin üretiminde kullanılan monomerlerin ve kullanılmış plastiklerden vanilin benzeri aroma verici bileşiklerin elde edilmesini sağlayan bakteriler tasarladı. Son olarak Wallace ve ekibi, genetik olarak değiştirilmiş Escherichia coli (E. coli) bakterisini kullanarak plastik atıklardan parasetamol üretmeyi başardı. Nature Chemistry dergisinde yayımlanan çalışmada geliştirilen bu yöntem, neredeyse sıfır karbon salımına neden oluyor ve geri dönüştürülmüş plastiğin ilaç etkin maddesine dönüşebileceğini gösteriyor.
Her yıl dünya genelinde yaklaşık 56 milyon ton plastik şişe üretiliyor ve bunların %45’i doğrudan atık depolama alanlarına giderek toprağı ve suyu kirletiyor. Wallace ve ekibi bu devasa atığı değerlendirebilmek için “Lossen düzenlenmesi” adı verilen sentetik bir kimyasal tepkime kullandı. Bu yöntem, yaygın kullanılan bir plastik türü olan polietilen tereftalatın (PET) geri dönüşüm sürecinde parçalanması sonucu oluşan molekülleri, işlevsel kimyasal bileşiklere çevirebiliyor. Normalde bu tepkime yüksek sıcaklık ve bazik ortam gibi zorlu koşullarda gerçekleşiyor. Ancak Wallace’ın ekibi, bu sürecin biyolojik koşullarda yani bir bakteri hücresinin içinde de gerçekleşebileceğini keşfetti.
Araştırmacılar hücre büyümesi için gerekli bir molekül olan para-aminobenzoik asidi (PABA) Lossen düzenlenmesi ile üretmek amacıyla bir deney tasarladı. PABA sentezleyemeyen E. coli bakterilerinin alt türlerinin besi ortamına geri dönüştürülmüş plastik ve fosfat eklendiğinde, tepkimenin bakteri hücresinin içinde başarıyla gerçekleştiği gözlendi. Bunun üzerine araştırma ekibi, bu genetiği değiştirilmiş bakterilerin ilaç etkin maddelerinin üretiminde kullanılan petrol temelli yöntemlerin yerini alabilecek kapasitede olup olmadığını test etti. Çünkü günümüzde aspirin ve psikolojik bozuklukların tedavisinde kullanılan antipsikotikler de dâhil olmak üzere pek çok ilacın etkin maddesi hâlâ petrol türevlerinden üretiliyor. Ancak bilimsel veriler, parasetamolün mikroorganizmaların doğal olarak ürettiği iki enzim aracılığıyla PABA’dan hücre içinde sentezlenebileceğini gösteriyor. Araştırmacılar bu iki enzimi kodlayan genleri, PABA üretmeyen E. coli’ye aktardı. Bakteriler geri dönüştürülmüş plastikle beslendiğinde bu moleküllerin %92’si doğrudan parasetamole dönüştürüldü.
Her ne kadar bu yöntemin sanayi ölçeğinde uygulanabilmesi için sürecin geliştirilmesi gerekse de plastik atıklardan ağrı kesici bir ilacın etkin maddesinin elde edilmesi, sentetik kimya ve biyokimya alanları arasındaki güçlü iş birliğinin kanıtı niteliğinde. Bu çalışma, ilaç endüstrisinin fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltmak adına atılmış önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.
Kaynaklar:
