Paratsetamoolina tuntud atsetaminofeen on üks maailma enim kasutatavaid valu- ja palavik leevendajaid. Seni on selle tootmiseks vajalikud lähteained saadud peamiselt toornaftast ja teistest fossiilkütustest, mis koormavad keskkonda ja kliimat. Samal ajal valmistab üleilmselt probleeme plastireostus. Ainuüksi laialdaselt joogipudelites ja toidupakendites kasutatava polüetüleentereftalaadi (PET) jäätmeid tekib aastas üle 350 miljoni tonni.

Ajakirjas Nature Chemistry avaldatud uuringus kirjeldavad Edinburghi Ülikooli keemikud eesotsas Stephen Wallace'iga nüüd meetodit, mis need kaks probleemi ühte lahendusse põimib. Uurimisrühma edu võtmeks oli avastus, et enam kui saja aasta eest avastatud ja looduses mitte esinevat reaktsiooni saab läbi viia elusrakkudele ohutul viisil.

Protsess sai alguse PET-plastpudelite keemilisest lagundamisest. Selle tulemusel said keemikud lähteaine, mida söödeti edasi geneetiliselt muundatud ja inimesele ohutule soolekepikesele (Escherichia coli) bakterile.

Teadlaste suureks üllatuseks toimus bakterikultuuris keemiline reaktsioon, mida tuntakse Losseni ümberasetusena. Tavaliselt nõuab see reaktsioon toimumiseks äärmuslikke tingimusi – näiteks kõrget temperatuuri ja mürgiseid metallkatalüsaatoreid –, mis elusrakud hävitaksid. Uuringus tuli aga välja, et sama reaktsioon toimus ka toatemperatuuril ja leebematel tingimustel, kuna seda kiirendas bakterite kasvukeskkonnas leiduv fosfaat.

Reaktsiooni tulemusel tekkis aine nimega para-aminobensoehape (PABA). Seejärel võtsid teadlased appi bakterite pärilikkusainesse viidud lisageenid, mis pärinesid seentelt ja mullabakteritelt. Nende geenide alusel toodetud ensüümid viisid lõpule ülejäänud sünteesi, muutes PABA paratsetamooliks.

Teadlaste sõnul õnnestus neil muuta plastist saadud lähteainest paratsetamooliks kuni 92 protsenti. Kogu protsess võttis aega vähem kui 24 tundi, toimus toatemperatuuril ja selle käigus eraldus väga vähe süsihappegaasi.

Töörühm rõhutab siiski, et tegemist on esialgse teostatavusuuringuga ning protsessi tööstuslikule tasemele viimiseks on vaja veel arendustööd. Sellegipoolest oli Wallace koos kolleegidega lootusrikas, et sarnased sünteetilist keemiat ja bioloogiat ühendavad lähenemisviisid aitavad vähendada inimkonna sõltuvust fossiilsetest ressurssidest. Järgmise sammuna teeb uurimisrühm koostööd ravimifirmaga AstraZeneca, et meetodit edasi arendada ja suuremas mahus katsetada.

Meetodit kirjeldav uuring ilmus ajakirjas Nature Chemistry.