في خطوة قد تغير وجه صناعة البلاستيك العالمية، أعلنت جامعة كوبه اليابانية عن ابتكار بيولوجي ثوري يعتمد على بكتيريا معدلة وراثيا لإنتاج مركب يُدعى حمض البيريدين ثنائي الكربوكسيل، وهو بديل مستدام وقابل للتحلل الحيوي عن البترول في تصنيع المنتجات البلاستيكية.
ويأتي هذا الاكتشاف، الذي نشرته مجلة «Metabolic Engineering» كحل لأزمة التلوث البلاستيكي العالمية، إذ ينتج العالم أكثر من 400 مليون طن من البلاستيك سنويا، معظمها مشتق من البترول وغير قابل للتحلل، مما يهدد المحيطات والحياة البرية.
ويعتمد إنتاج البلاستيك التقليدي، خصوصا بولي إيثيلين تيرفثالات المستخدم في الزجاجات والملابس والتعبئة، على حمض التيريفتاليك المشتق من البترول، وهذا الاعتماد يجعل الصناعة عرضة لتقلبات أسعار الوقود الأحفوري، ويولد نفايات سامة وغازات دفيئة تساهم في تغير المناخ.
ووفقا لتقارير الأمم المتحدة، يتراكم 8 ملايين طن من البلاستيك في المحيطات سنويا، مما يهدد بموت 1 مليون طائر بحري و100 ألف حيوان بحري بحلول عام 2050.
وفي اليابان، التي تواجه ضغوطا بيئية كبيرة بسبب كثافتها السكانية، أصبحت الابتكارات المستدامة أولوية وطنية، مدعومة بميزانية بحثية تصل إلى مليارات الدولارات من خلال وكالة العلوم والتكنولوجيا اليابانية.
**media[2587040]**
بكتيريا تحول الجلوكوز إلى بلاستيك أخضر
قاد الابتكار فريق من الباحثين في جامعة كوبه، بقيادة الأستاذ تسوتومو تاناكا، الذي قال: «معظم الإستراتيجيات الحيوية تركز على الجزيئات المكونة من الكربون والأكسجين والهيدروجين، لكن الابتكار الجديد يدمج النيتروجين، مما يمنحه خصائص فيزيائية تفوق بالولي إيثيلين في بعض الجوانب، مثل القوة والمرونة».
وتعتمد العملية في الابتكار الياباني الجديد على بكتيريا الإشريكية القولونية المعدلة وراثيا لتحويل الجلوكوز -مصدر سكري طبيعي- إلى حمض البيريدين ثنائي الكربوكسيل عبر مسار أيضي يشمل إنزيمات من عملية التمثيل الغذائي للنيتروجين، إذ في السابق، كان إنتاج مادة البيريدين محدودا بسبب انخفاض الكفاءة وتكوين مركبات ملوثة مثل بيروكسيد الهيدروجين، الذي يدمر الإنزيمات.
نجاح اقتصادي وكيميائي
نجح الفريق الياباني في تجاوز هذه العقبات بإضافة جزيئات «مضادة للأكسدة» لإزالة السموم، وتعديل ظروف الزراعة في المفاعلات الحيوية، حتى كانت النتيجة إنتاج يصل إلى 7 أضعاف السابق دون أي نفايات سامة، مما يجعل العملية فعالة اقتصاديا وصديقة للبيئة، مما يقلل الاعتماد على الطاقة العالية المستخدمة في الطرق الكيميائية التقليدية.
ويخطط الفريق لتجارب ميدانية في السنوات القادمة، مع شراكات محتملة مع شركات مثل تويوتا أو سوني لدمج مادة الابتكار في المنتجات الاستهلاكية، وإذا نجح، قد يقلل هذا الابتكار من انبعاثات الكربون بنسبة 50% في صناعة البلاستيك، ويفتح أسواقا جديدة للمواد الحيوية بقيمة تصل إلى 100 مليار دولار بحلول 2030.
