廃プラスチックをパーキンソン病の治療薬に変えることはできるか？

科学者たちは、廃プラスチックをパーキンソン病の重要な治療薬に変換することに成功しました。この進歩は、遺伝子組み換え細菌を使用してプラスチックの成分をレボドパに変換する技術に基づいています。レボドパは数十年にわたり、この神経変性疾患の症状を緩和するために使用されてきた分子です。

プラスチック、特にボトルや包装に含まれるテレフタル酸という化合物が存在します。研究者たちは、大腸菌（Escherichia coli）などの細菌を用いて、このテレフタル酸を複数の段階で分解する生物学的プロセスを開発しました。まず、テレフタル酸は中間物質に変換され、その後カテコールとなり、最終的にレボドパに変換されます。この生産を最適化するため、科学者たちは2種類の異なる細菌株に工程を分割しました。これにより、反応が遅延または停止する可能性のある障害を回避しています。

主要な課題の一つは、テレフタル酸を効率的に細菌内に取り込むことでした。研究者たちは、細菌の膜に特殊な輸送体を組み込むことで、この化合物の吸収を改善しました。また、一部の中間物質がレボドパの生産を阻害することを発見しました。異なる2種類の細菌に工程を分けることで、この問題を回避し、十分な量の医薬品を得ることに成功しました。

このプロセスは、有毒物質や極端な温度を必要とせず、穏やかな条件下で機能します。これにより、1リットルの培養液あたり最大5グラムのレボドパを生産することができ、これは複数の治療用投与量に相当します。使用される廃プラスチックは産業廃棄物や使用済みボトルから供給され、大規模なリサイクルの実現可能性を示しています。

このプロセスをさらに持続可能なものにするため、研究者たちは微細藻類の使用を試験しました。微細藻類は変換過程で放出される二酸化炭素を吸収し、プロセスのカーボンフットプリントを削減します。このアプローチはまだ開発段階ですが、環境に優しい生産方法への道を開いています。

この革新は、プラスチック廃棄物の問題を完全に解決するものではありませんが、合成生物学が汚染物質を有用な資源に変える方法を示しています。廃棄物を医薬品に変換するこの技術は、リサイクルと公衆衛生を組み合わせ、化石資源に依存する従来の方法に代わる選択肢を提供します。また、廃棄物と見なされていた物質から高付加価値製品を作り出す微生物の可能性を示しています。

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Référence officielle

DOI : https://doi.org/10.1038/s41893-026-01785-z

Titre : Microbial upcycling of plastic waste to levodopa

Revue : Nature Sustainability

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Benjamin Royer; Yuta Era; Marcos Valenzuela-Ortega; Thomas W. Thorpe; Connor L. Trotter; Kitty Clouston; John F. C. Steele; Nicoll Zeballos; Eugene Shrimpton-Phoenix; Bhumrapee Eiamthong; Chayasith Uttamapinant; Christopher W. Wood; Stephen Wallace