يعد كحول البوتانيديول من المواد متعددة الاستخدامات التي تدخل في مجالات صناعية متنوعة، بدءًا من إنتاج البوليستر وصولًا إلى مستحضرات التجميل والأدوية ومع تزايد الحاجة لإنتاجه بطرق أكثر استدامة، أجرى فريق بحثي صيني خطوة رائدة نحو استخدام البكتيريا ومياه الصرف الصحي الصناعي كوسيلة فعالة للإنتاج.
بكتريا حقيقية تنتج مادة “أغلي من الذهب والياقوت” تم اكتشافها في هذه الدولة
نشرت الدراسة في العدد الأخير من دورية “نيتشر ساستنينابيليتي”، حيث كشفت عن الطريقة الجديدة التي اعتمدها الباحثون من معهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمة ومعهد هاربين للتكنولوجيا واستخدم الفريق بكتيريا بحرية سريعة النمو تسمح “فيبريو ناتريجينس”، والتي تم تعديلها وراثيًا لتحمل الملوثات الموجودة في مياه الصرف الصحي.
دور البكتيريا المهندسة وراثياً
تعتمد معظم الطرق التقليدية على عمليات كثيفة الطاقة، ولكن التحدي كان في مقاومة البكتيريا للملوثات السامة فهنا، تمكن الباحثون من تطوير سلالة من بكتيريا فيبريو ناتريجينس، التي تُظهر تحملًا استثنائيًا لتركيزات الملح العالية ومع الهندسة الوراثية، اكتسبت القدرة على معالجة المعادن الثقيلة والملوثات في مياه الصرف الصحي وتحويلها إلى مواد مفيدة مثل كحول البوتانيديول.
خطوات عملية الإنتاج
في هذه العملية، تم استخدام البكتيريا لإنتاج كبريتيد الهيدروجين من الملوثات، والذي يسهل إنتاج جسيمات نانوية من كبريتيد الكادميوم وتعمل هذه الجسيمات كمواد شبه موصلة، حيث تُنشط بواسطة ضوء الشمس لتعزيز إنتاج كحول البوتانيديول.
أظهرت النتائج أن هذا النهج يمكنه إنتاج كميات أكبر مما يمكن تحقيقه بواسطة الخلايا البكتيرية وحدها، مما يشير إلى إمكانية التوسع في هذه العملية حيث نجح الفريق في معالجة 5 لترات من مياه الصرف الصحي بدعم من الطاقة الشمسية.
تقدم هذه الدراسة رؤية جديدة لتطبيقات البكتيريا في معالجة مياه الصرف الصحي وإنتاج المواد الكيميائية الحيوية و إن استخدام البكتيريا المهندسة وراثيًا لتحويل الملوثات إلى منتجات مفيدة مثل كحول البوتانيديول لا يعزز الاستدامة فحسب، بل يمثل أيضًا خطوة مهمة نحو تقليل الاعتماد على الطرق التقليدية المعتمدة على الطاقة.