பிளாஸ்டிக் கழிவுகளை வலி நிவாரணிகளாக மாற்றும் அசாதாரண உயிரி தொழில்நுட்பம்! – சுற்றுசூழல் புரட்சிக்கு வித்திடும் விஞ்ஞானிகள்!

உலகிலேயே அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் மருந்துகளில் பாராசிட்டமால் மாத்திரைகள் முக்கியமானவை. ஆனால், இவை பெரும்பாலும் குறைந்துவரும் புதைபடிவ எரிபொருட்களை (fossil fuels) நம்பியே தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த நிலை மாற, எடின்பர்க் பல்கலைக்கழக(University of Edinburgh’s Wallace Lab) ஆராய்ச்சிக் குழு, புதிய மாற்று வழியைக் கண்டறிந்துள்ளது.

‘எஷெரிச்சியா கோலி’ (Escherichia coli – E. coli) எனப்படும் ஹார்ம்லெஸ் குடல் பாக்டீரியாவை மறுசீரமைப்பதன் மூலம், தூக்கி எறியப்பட்ட பிளாஸ்டிக் பாட்டில்களின் அடிப்படை மூலக்கூறுகளை, ஒரே நாளில் பாராசிட்டமாலின் முக்கிய மூலப்பொருளாக மாற்ற முடியும் என நிரூபித்துள்ளனர். இந்த அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு, எதிர்காலத்தில் மருந்துகள் – மற்றும் பல ரசாயனப் பொருட்கள் – நிலையான முறையில் தயாரிக்கப்படலாம் என்பதற்கு ஒரு வலுவான அறிகுறியாகும். இதன் ஆதாரம்? தற்போது நிலப்பரப்புகளையும், கடல்களையும் அடைத்துக்கொண்டிருக்கும் டன் கணக்கான ஒருமுறை பயன்படுத்தப்படும் பிளாஸ்டிக் கழிவுகள்தான்.

Also Read : மரபணு அறிவியல்: தட்பவெப்ப சவால்களைத் தாங்கி முழுமையான சாகுபடி! உணவுப் பாதுகாப்பிற்கு ஒரு புதுப் பாதை!

மறுசுழற்சி செய்யப்படாத பெரும் பிளாஸ்டிக் குவியல்!

பெரும்பாலான தண்ணீர் மற்றும் குளிர்பான பாட்டில்கள் பாலித்தீன் டெரெப்தாலேட் (PET) என்ற ரசாயனத்தால் ஆனவை. ஒவ்வொரு ஆண்டும் உலகம் முழுவதும் 350 மில்லியன் டன்களுக்கும் அதிகமான PET உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இதில் மிகச் சிறிய அளவே மறுசுழற்சி செய்யப்படுகிறது.

PET சேகரிக்கப்பட்டாலும் கூட, தற்போதுள்ள மறுசுழற்சி செயல்முறைகள், அதை பொதுவாகக் குறைந்த மதிப்புள்ள பிளாஸ்டிக் மற்றும் இழைகளாகவே “கீழ்-சுழற்சி” (down-cycle) செய்கின்றன. இவையும் இறுதியில் மீண்டும் கழிவுகளாகவே மாறும். எடின்பர்க் ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் இந்தப் பிரச்சினையை வேறு கோணத்தில் அணுகினர். அவர்கள் முதலில் PET பிளாஸ்டிக்கை, பாலிமரை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு சிறிய மூலக்கூறுகளில் ஒன்றான டெரெப்தாலிக் அமிலமாக (TPA) பிரித்தெடுத்தனர்.

Also Read : விளை நிலங்களில் மைக்ரோபிளாஸ்டிக் மாசுபாடு! மனித உடலில் பிளாஸ்டிக் துகள்கள்: அச்சுறுத்தும் உயிரியல் பேரழிவு!

பிளாஸ்டிக்கை மருந்தாக மாற்றும் பாக்டீரியா!

அடுத்து, தரப்படுத்தப்பட்ட செயற்கை வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி, TPA-வை E. coli பாக்டீரியா உள்ளிழுக்கக்கூடிய ஒரு சேர்மமாக மாற்றியமைத்தனர். இறுதியாக, அந்த நுண்ணுயிரியின் வளர்சிதை மாற்றத்தை (metabolism) மறுவடிவமைத்தனர். இதனால், அந்த சேர்மம் பாக்டீரியா செல்லுக்குள் சென்றதும், பல ரசாயன மாற்றங்களைச் செய்து, இறுதியில் பாராசிட்டமலாக (அசெட்டமினோஃபென் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) முடிவடையும்படி செய்தனர்.

இந்த ஒவ்வொரு படியும் குறிப்பிடத்தக்கதுதான். இதில் மிக முக்கியமான படி, மாற்றியமைக்கப்பட்ட பாக்டீரியா ‘லாசன் மறுசீரமைப்பு’ (Lossen rearrangement) எனப்படும் ஒரு ரசாயன மாற்றத்தை எவ்வாறு செயல்படுத்துகிறது என்பதுதான். ஆய்வக ரசாயன உலகில், இந்த வினை பொதுவாகக் கடுமையான சூழ்நிலைகளில் நிகழும். ஆனால், பாக்டீரியா செல்லுக்குள், இது அறை வெப்பநிலையில், நீரில், மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க கார்பன் டை ஆக்சைடு உமிழ்வுகளை உருவாக்காமல் நடக்கிறது.

எடின்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் உயிரி தொழில்நுட்ப நிபுணரான ஸ்டீபன் வாலஸ், இந்த ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியராவார். “இந்த ஆய்வு PET பிளாஸ்டிக் வெறும் கழிவுப்பொருள் மட்டுமல்ல, அல்லது மீண்டும் பிளாஸ்டிக்காக மட்டுமே மாறக்கூடிய ஒரு பொருள் அல்ல என்பதை நிரூபிக்கிறது,” என்று அவர் கூறினார். நுண்ணுயிரிகளால் இது நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிக்கும் ஆற்றல் கொண்ட புதிய, மதிப்புமிக்க பொருட்களாக மாற்றப்பட முடியும்.

ஒரு லிட்டர் பாட்டிலில் இருந்து ஒன்பது மாத்திரைகள்!

ஆய்வக குடுவைகளில், மாற்றியமைக்கப்பட்ட E. coli பாக்டீரியா, PET-யிலிருந்து பெறப்பட்ட தொடக்க சேர்மத்தில் 90% வரை 24 மணி நேரத்திற்குள் பாராசிட்டமலாக மாற்றியது. தொழில்துறை அளவில் இதன் உற்பத்தித் திறன் மிதமாக இருந்தாலும் – ஒரு லிட்டர் குளிர்பான பாட்டில் தோராயமாக ஒன்பது தரமான 500 மி.கி. மாத்திரைகளை உற்பத்தி செய்யும். இந்தச் சோதனை இது சாத்தியம் என்பதை நிரூபிக்கிறது. மேலும், இந்த செயல்முறையை மிகப்பெரிய அளவில் அதிகரிக்க முடியும் என்பதையும் இது காட்டுகிறது.

இந்த முழு செயல்முறையும் ஒற்றை “ஒன்-பாட்” நொதித்தலில் (fermentation) நிகழ்கிறது. இது பீர் காய்ச்சுவதைப் போன்றது. இந்தச் செயல்முறைக்கு அதிக வெப்பமோ அல்லது அழுத்தமோ தேவையில்லை என்பதால், பெட்ரோ கெமிக்கல் உற்பத்தியின் கார்பன் தடத்தில் மிகச் சிறிய அளவே உருவாகிறது. வாலஸ் மற்றும் அவரது சகாக்களின் கூற்றுப்படி, இதேபோன்ற உத்திகளைப் பயன்படுத்தி பிளாஸ்டிக் கழிவுகளை சாதாரண மருந்துகளாக, சிறப்பு பாலிமர்களாக மற்றும் விவசாய ரசாயனங்களாக மாற்ற முடியும்.

Also Read : ஆண்களுக்கும் கருத்தடை மாத்திரை: எதிர்பாராத திருப்பம்! கியர் மாறும் குடும்பக் கட்டுப்பாடு!

உயிரி தொழில்நுட்பம் பிளாஸ்டிக் கழிவுகளை மறுவடிவமைக்கிறது!

இந்தச் சாதனை, “பொறியியல் உயிரியல்” (engineering biology) எனப்படும் வளர்ந்து வரும் இயக்கத்தின் ஒரு பகுதியாகும். இது மரபணுப் பொறியியல், வளர்சிதை மாற்ற வடிவமைப்பு மற்றும் பாரம்பரிய ரசாயனவியல் ஆகியவற்றை ஒன்றிணைத்து வாழும் “நுண்ணுயிர் தொழிற்சாலைகளை” உருவாக்குகிறது. எடின்பர்க் பல்கலைக்கழகம் இத்துறையில் செயல்படும் பெரிய குழுக்களில் ஒன்றாகும். பாராசிட்டமால் திட்டம், அரசாங்க நிதியுதவி மற்றும் அஸ்ட்ராசெனெகா (AstraZeneca) என்ற மருந்து நிறுவனத்தின் உதவியால் பயனடைந்துள்ளது.

பிளாஸ்டிக் மருந்துக்கான அடுத்த கட்டம் என்ன?

ஆய்வகத்தில் மாற்றியமைக்கப்பட்ட செல்கள் பாராசிட்டமாலை திறமையாக உற்பத்தி செய்தாலும், வழக்கமான தொழிற்சாலைகளுடன் போட்டியிடுவதற்கு இன்னும் பல தடைகள் உள்ளன. முதலாவது, அளவு. தொழில்துறை உயிரியக்க உலைகள் (industrial bioreactors) நூறாயிரக்கணக்கான லிட்டர்களைக் கொண்டிருக்கலாம். அந்த அளவில் பாக்டீரியாக்கள் நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்படுவதை விஞ்ஞானிகள் நிரூபிக்க வேண்டும்.

மற்றொரு சவால், விலை உயர்ந்த சுத்திகரிப்பு இல்லாமல், கலப்பு PET-யை சுத்தமான TPA ஆக உடைக்க ஒரு என்சைம் அடிப்படையிலான படிநிலையைச் சேர்ப்பதாகும். இதுதொடர்பான சட்டப்பூர்வ கேள்விகளும் நிலுவையில் உள்ளன. நுண்ணுயிரிகளால் தயாரிக்கப்படும் மருந்துகள் கடுமையான தூய்மைத் தரநிலைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்.

பெரிய அளவில் இந்த முறை உண்மையில் பசுமையானது மற்றும் மலிவானது என்பதை உறுதிப்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு முழு வாழ்க்கைச் சுழற்சி பகுப்பாய்வை மேற்கொள்ள வேண்டும். இருப்பினும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்பிக்கையுடன் உள்ளனர். இதேபோன்ற நுண்ணுயிர் நொதித்தல் வசதிகள் ஏற்கனவே நீரிழிவு மருந்து இன்சுலின் மற்றும் மலேரியா எதிர்ப்பு ஆர்டெமிசினின் முன்னோடியை பல டன் அளவில் உற்பத்தி செய்கின்றன.

பிளாஸ்டிக் ஒரு புதிய நோக்கத்தைக் காண்கிறது!

உலகம் முழுவதும் ஒவ்வொரு நிமிடமும் ஒரு மில்லியனுக்கும் அதிகமான பிளாஸ்டிக் பாட்டில்கள் வாங்கப்படுகின்றன. இவை கடலில் மிதக்கின்றன அல்லது குப்பைக் கிடங்குகளில் புதைகின்றன. அவை நூற்றுக்கணக்கான ஆண்டுகள் அழியாமல் நிலைத்திருக்கும். ஒரு பொதுவான பாக்டீரியாவை பயன்படுத்தி, ஒரு பொதுவான பிளாஸ்டிக்கை ஒரே நாளில் உயிர் காக்கும் மருந்தாக மாற்ற முடியும் என்பதை எடின்பர்க் குழு நிரூபித்துள்ளது, இது ஒரு சக்திவாய்ந்த அம்சமாகும்.

இந்த ஆராய்ச்சி, பிளாஸ்டிக் நெருக்கடியை தானாகவே தீர்க்கவோ அல்லது மருந்து விநியோகத்தைப் பாதுகாக்கவோ இல்லை. ஆனால், “கழிவு” மற்றும் “வளம்” ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான எல்லை மங்கலாக இருக்கும் எதிர்காலத்திற்கான ஒரு சாளரத்தை இது திறக்கிறது. இந்த ஆய்வு ‘நேச்சர் கெமிஸ்ட்ரி’ (Nature Chemistry) இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

Subscribe to our channels on  YouTube  & Telegram &  Tamilnadu  &  Pondicherry