A műanyagszennyezés és a hagyományos gyógyszergyártás fenntarthatósági kihívásaira egyaránt megoldást kínálhat a skóciai Edinburgh-i Egyetem tudósainak legújabb kutatása. A Nature Sustainability tudományos folyóiratban publikált áttörés során a szakembereknek a világon első alkalommal sikerült genetikailag módosított baktériumok segítségével a mindennapos PET műanyaghulladékot a Parkinson-kór kezelésében élvonalbeli gyógyszerhatóanyaggá, levodopává (L-DOPA) alakítaniuk.
Az évente világszerte mintegy 50 millió tonna mennyiségben keletkező polietilén-tereftalát (PET) hulladék újrahasznosítása a modern ipar egyik legnagyobb kihívása. Az élelmiszer- és italcsomagolásokban széles körben alkalmazott, kőolajszármazékokból készülő műanyag a hagyományos eljárásokkal csak korlátozott hatékonysággal dolgozható fel, és jelentős része a lerakókban végzi. Stephen Wallace professzor és kutatócsoportja azonban egy teljesen új, biológiai értéknövelő újrahasznosítási (bio-upcycling) módszert dolgozott ki a probléma kezelésére.
A biológiai átalakítás mechanizmusa
A kutatók a laboratóriumi kísérletek során genetikailag módosított Escherichia coli (E. coli) baktériumokat, pontosabban az E. coli BL21(DE3) törzset használták. Az eljárás első lépéseként a PET hulladékot kémiai úton depolimerizálták, aminek eredményeként a műanyag alapvető kémiai építőköveire, tereftálsavra (TPA) bomlott.
A folyamat igazi biológiai bravúrja ezután következett: a tudósok egy újonnan tervezett, négy lépésből álló, hét gén által kódolt bioszintetikus útvonalat hoztak létre. A módosított baktériumok a mérsékelt, vizes körülmények között zajló, enzimatikus reakciók sorozatán keresztül a tereftálsav-molekulákat közvetlenül L-DOPA hatóanyaggá alakították át. A folyamat optimalizálása során a kutatók két együttműködő mikrobiális törzsre osztották szét a munkafolyamatot, hogy áthidalják a biokémiai akadályokat, például az enzimek sejtszintű gátlását. A tesztek során kiderült, hogy a TpaK nevű transzporter hozzáadása semleges pH-érték mellett is jelentősen javította a konverziót.
Számszerűsített eredmények és konverziós hatékonyság
A tudományos publikáció rendkívül pontos kvantitatív adatokat is közölt az új technológia teljesítményéről:
-
Az optimalizált, kétlépcsős munkafolyamat során az ipari fóliahulladékból származó TPA átalakítása 84 százalékos konverziós hatékonysággal valósult meg.
-
A rendszer kiemelkedő, 5,0 g/L (literenként 5 gramm) L-DOPA titert (koncentrációt) ért el.
-
Egy konkrét, valós fogyasztói PET-palackon végzett kísérlet során az eljárás 49 százalékos átalakítási aránnyal 193 milligramm szilárd só formátumú L-DOPA hatóanyagot eredményezett. Ez a mennyiség önmagában elegendő a Parkinson-kór korai stádiumában alkalmazott több klinikai dózis fedezésére.
Fenntarthatóság és ipari perspektívák
A hagyományos gyógyszergyártás jelentős mértékben támaszkodik a véges fosszilis energiahordozókra és a kőolaj alapú vegyipari alapanyagokra. Az Edinburgh-i Egyetem módszere ezzel szemben a környezetszennyező műanyaghulladékot egy hatalmas, eddig kiaknázatlan szénforrásként (carbon source) hasznosítja.
A sikeres laboratóriumi bizonyítás (proof-of-concept) után a kutatócsoport következődleges célja a technológia ipari léptékű skálázhatóságának (scalability) biztosítása. Ez magában foglalja a folyamat további finomhangolását, valamint a módszer környezeti és gazdasági teljesítményének átfogó, ipari értékelését. A szakértők szerint ez az innováció megnyithatja az utat egy olyan új biológiai feldolgozóipar előtt, amely a jövőben nemcsak gyógyszereket, hanem ipari vegyszereket, illatanyagokat és kozmetikumokat is képes lesz fenntartható módon, közvetlenül a szemétből szintetizálni.
Hivatalos források és hivatkozások: 
-
Eredeti tudományos publikáció: Royer, B., Era, Y., Valenzuela-Ortega, M. et al. (2026). Microbial upcycling of plastic waste to levodopa. Nature Sustainability. DOI: 10.1038/s41893-026-01785-z