Bakteria wanavyobadilisha taka za plastiki kuwa dawa ya maumivu

Mapema mwaka huu, dunia ilishuhudia mbinu ya kipekee ya kutumia taka za plastiki, ambapo bakteria wa kawaida waliundwa upya ili kula molekuli inayotokana na plastiki na kuibadilisha kuwa dawa ya maumivu ya kila siku, paracetamol.

Bakteria waliotumika na Profesa Stephen Wallace, mtaalamu wa bioteknolojia kutoka Chuo Kikuu cha Edinburgh, ni Escherichia coli (E. coli). Hawa ni vijidudu wa umbo la fimbo wanaopatikana tumboni mwa binadamu na wanyama.

Ingawa mara nyingi huhusishwa na maradhi ya tumbo, baadhi ya aina zake zisizo na madhara zimekuwa zikitumika sana kwenye maabara za uhandisi wa kibiolojia.

“E. coli ndiyo farasi wa kazi wa sekta hii,” anasema Profesa Wallace. Tayari amewahi kuwatumia ili kutengeneza lmanukato ya adha ya vanilla kutokana na plastiki

Historia ya bakteria E. coli kama chombo muhimu cha utafiti ilianza mwaka 1885 baada ya daktari wa watoto kutoka Ujerumani, Theodor Escherich, kutumia kwa mara ya kwanza akichunguza vijidudu vya utumbo wa watoto. Urahisi wake wa kukua na kufanyia kazi ulifanya wanasayansi waanze kutumia katika tafiti za biolojia.

Mafanikio makubwa yalikuja miaka ya 1940 wakati watafiti walipobaini kuwa bakteria E. coli haijigawanyi pekee, bali pia inaweza kubadilishana jeni, tukio lililopewa jina la “ngono ya bakteria”. Ugunduzi huu ulizua mapinduzi katika uelewa wa urithishaji wa vinasaba.

Tangu wakati huo bakteria E. coli amekuwa mhusika mkuu katika hatua nyingi muhimu: alitumika katika miaka ya 1970 kikawa kiumbe cha kwanza kubadilishwa kijenetiki kwa kupokea vinasaba vya kigeni, msingi wa bioteknolojia ya kisasa.

Moja ya mafanikio ya kihistoria yalikuwa mwaka 1978 pale walipozalisha insulini ya binadamu kwa mara ya kwanza kupitia E. coli. Hatua hii ilitatua matatizo ya wagonjwa wa kisukari waliokuwa wakipata madhara walipotibiwa kwa insulini kutoka kwa ng’ombe na nguruwe.

Mwaka 1997, E. coli pia ikawa miongoni mwa viumbe wa kwanza kuchunguzwa kwa undani wa jeni zake zote, jambo lililorahisisha zaidi kuielewa na kuibadilisha.

Profesa Adam Feist kutoka Chuo Kikuu cha California, San Diego, anasema kuvutiwa kwake na E. coli kunatokana na uwezo wake wa kukua haraka, kutumia aina nyingi za lishe, na kustahimili hali ngumu. Aidha, inaweza kugandishwa na kufufuliwa bila matatizo, na ni mtunzaji bora wa vinasaba wa kigeni.

Ni kwa sababu hizi E. coli imekuwa kiwanda hai, ikizalisha bidhaa muhimu kama vile insulini, kemikali za msingi kwa kutengeneza mafuta, pamoja na bidhaa mpya zinazobuniwa maabara.

Kwa mujibu wa Cynthia Collins kutoka kampuni ya Ginkgo Bioworks, licha ya chaguo la viumbe wa viwandani kuongezeka siku hizi, mara nyingi E. coli hubaki chaguo sahihi: “Ni rahisi na kiuchumi unaweza kuzalisha kwa wingi,” anasema.

Hata hivyo, baadhi ya watafiti wanaonya kuwa utegemezi mkubwa kwa E. coli unaweza kuzuia ugunduzi wa viumbe vingine bora zaidi. Dkt. Paul Jensen kutoka Chuo Kikuu cha Michigan anasema kuna mamilioni ya bakteria wengine waliopuuzwa ambao huenda wakawa na uwezo wa ajabu, mfano wale wanaoishi kwenye mashimo ya takataka na tayari wameanza kula plastiki au taka zingine.

Kati ya washindani wapya wa bakteria huu ni Vibrio natriegens (V. nat), kiumbe kilichotengwa miaka ya 1960 lakini kimepata umaarufu upya kutokana na ukuaji wake wa haraka mara mbili zaidi ya E. coli. Kwa mujibu wa Profesa Buz Barstow wa Chuo Kikuu cha Cornell, uwezo wake wa kupokea vinasaba ni mkubwa kiasi kwamba kulinganisha na E. coli ni sawa na kulinganisha farasi na gari.

Lengo la watafiti kama Barstow ni kutumia V. nat kushughulikia changamoto kubwa za dunia kama kuzalisha mafuta ya ndege kutokana na hewa ya ukaa, nishati ya kijani na hata uchimbaji wa madini adimu.

Hata hivyo, Profesa Feist anakiri kwamba licha ya matumaini, V. nat bado haina zana nyingi za kijenetiki kama zilizopo kwa E. coli, na haijathibitishwa kwa kiwango cha kutosha. “E. coli ni ngumu kupata mbadala,” anasema.