一项突破性研究揭示,科学家正尝试利用基因改造的细菌,将废弃塑料瓶转化为治疗帕金森病的关键药物。每年全球有数百万吨塑料瓶被填埋或流入自然,而帕金森病患者依赖的特效药却长期依赖化石燃料生产。这一看似不可能的构想,如今因合成生物学的进步而成为现实。
研究团队由爱丁堡大学的Stephen Wallace教授领导,他们针对广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)展开攻关。PET是矿泉水和碳酸饮料瓶的主要成分,全球年产量约达5000万吨,但绝大多数未被真正回收。团队首先将PET分解为基本化学组分——对苯二甲酸,随后将其喂给经过基因重编程的大肠杆菌。
这些微生物如同微型化工厂,通过一系列酶促反应将对苯二甲酸转化为L-DOPA(左旋多巴)。这是目前缓解帕金森病症状的首选药物,进入人体后转化为多巴胺,有效改善震颤和肌肉僵硬。传统上,L-DOPA的生产完全依赖石油化工原料,而这项新技术首次实现了从塑料废弃物到神经药物的高值转化。
该成果发表于《自然·可持续性》期刊,标志着全球首例利用生物系统将塑料垃圾转化为神经疾病治疗药物的突破。这种“生物增值”模式不仅将塑料从污染物转变为宝贵资源,更展示了合成生物学在医药领域的巨大潜力。此前,该团队已证明同一平台可生产香兰素、己二酸和对乙酰氨基酚,L-DOPA的加入进一步丰富了生物制造的产品矩阵。
这项研究依托于“碳循环可持续生物制造中心”,该中心由英国工程与物理科学研究理事会资助1400万英镑,致力于开发将工业废弃物转化为高价值化学品和材料的可持续路径。尽管目前仍面临细菌反应速度、产率提升及成本控制等挑战,且需完成全面的环境与经济评估,但其前景令人振奋。
帕金森病在英国影响约16.6万人,且随人口老龄化呈上升趋势,全球对L-DOPA的需求持续增长。若该技术未来能实现规模化应用,不仅将重塑塑料垃圾管理与医药生产的边界,更可能为全球提供一条兼具环保与医疗价值的创新路径,这对中国推动绿色制药与循环经济具有极高的参考价值。
