"كاوست" تنهي دراسة لاستخدام "الأحياء التركيبية والكيمياء الخضراء" في صناعة العطور

تصميم عملية حيوية لتجميع 103 أنواع لمركبات السيسكويتيربين من الهياكل الأساسية

أنهت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية 'كاوست'، دراسة بحثية علمية في تطوير عملية تصنيع جديدة تستخدم علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء لتحسين صناعة العطور؛ بصفتها بديلًا مبتكرًا لهذه الصناعة التي تبلغ قيمتها السوقية 44 مليار دولار؛ كما أنها صديقة للبيئة حيث تحد من إزالة الأشجار من البيئات الطبيعية المهددة.

وأثبتت الدراسة التي جرى نشرها في المجلة العلمية الكيمياء الخضراء (Green Chemistry) دراسة استخراج العديد من الصُموغ العطرية الشهيرة والمستخدمة في العطور والزيوت العطرية والبخور من خشب العود، وهو خشب مستخلص من عائلة من الأشجار توجَد على نحو رئيسي في جنوب شرق آسيا، والطريقة الطبيعية الوحيدة للحصول على هذه المواد العطرية هي عن طريق جرح الأشجار، وقد أدى ارتفاع الطلب على هذه المنتجات إلى تعريض العديد من أنواع الأشجار لخطر الانقراض.

وشملت الدراسة التي عكف عليها فريق استدامة التصنيع (Sustainable & SyntheticGroup) في 'كاوست' فحص 58 عينة من خشب العود لتحديد تسعة هياكل أساسية من مركب السيسكويتيربين (sesquiterpenoids)؛ الذي يعد من المركبات العطرية الرئيسية لخشب العود، واستطاعوا تصميم هندسة أيضية تُمكّن الطحالب من إنتاج هذه الهياكل الأساسية. وتمكنوا من تحقيق عائد أعلى 25 مرة؛ مما أُبْلِغ عنه سابقًا من خلال تبنيهم لهذه الطريقة الجديدة التي تعتمد على هندسة الطحالب.

وبينت الدراسة أن استخدام الهندسة الأيضية في الطحالب حقيقية النواة لإنتاج مركبات السيسكويتيربين العطرية والذي كان للتحسينات الأيضية؛ كان لها تأثير غير متوقع أدى إلى تحسين إنتاج التربينات عن طريق الطحالب'، كما أن لدى بعض المركبات التي تنتجها طحالبه المعدلة أيضيًا القدرة على تطوير الأدوية، لكن العطور تمثل هدفًا تجاريًا أوليًا مفضلاً.

وتضمنت هذه الدراسة البحثية تصميم عملية حيوية جديدة لتجميع 103 أنواع من مركبات السيسكويتيربين العطرية من الهياكل الأساسية. وتعتمد هذه العملية الحيوية على التعاون مع فريق البروفيسور جيورجي سيكيلي، الذي طور خطوة ترشيح نانوي موفرة للطاقة لتركيز المنتجات، وعلى عكس الجهود السابقة في هذا المجال، يمكن للعملية بأكملها أن تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتنتج الحد الأدنى من النفايات، مما يجعلها عملية غير مكلفة وصديقة للبيئة لصناعة تعتمد إلى حد بعيد على الموارد الطبيعية المتضائلة؛ متوصلة الدراسة إلى أن أنه يمكن لأي مختبر مجهز ببنية تحتية كيميائية أساسية إجراء هذه التجارب، حيث تعد هذه الدراسة مثالًا جيدًا على قدرة علم الأحياء التركيبي على إعادة برمجة الطبيعة لإنتاج مواد كيميائية مفيدة دون إلحاق أي ضرر بالبيئة.