المواد الكيميائية حولنا في كل مكان، فهي عنصر أساسي في تصنيع أغلب المنتجات الحديثة التي نستخدمها في كافة مجالات الحياة، أغلب الناس لا يتساءلون كيف صنعت هذه المواد الكيميائية، وقليل منهم سيدرك مساهمة الصناعات الكيميائية في تعزيز اعتمادنا على النفط .
المبيدات الحشرية والمكملات الغذائية ومستحضرات التجميل وغيرها من المنتجات التي تملأ عالمنا اليوم يدخل في تركيبها مواد كيميائية متنوعة، هذه المواد الكيميائية تصنع من مشتقات النفط، علي الرغم ان بعض هذه المواد الكيميائية تتكون بشكل تلقائي في الطبيعة، لكن استخدام هذه المواد المتكونة في الطبيعة علي نطاق صناعي واسع كان صعبا، لذلك مثل استخدام النفط لتطويرها حلا اقتصاديا ناجحا .
حتى وقت قريب كان النفط هو الخيار السهل والمتوفر، لذلك كان من المنطقي استخدامه كأساس لتطوير المواد الكيميائية التي تحتاجها الصناعات الحديثة، لكن التغيرات المناخية التي تعصف بكوكب الأرض نبهت العالم إلى فداحة الثمن الذي يدفعه نتيجة استخدام النفط ومشتقاته .
من هنا جاءت أهمية طرق التصنيع الحديثة في التكنولوجيا الحيوية، لأنها تمكننا من استغلال خلايا البكتيريا المعدلة في تصنيع المواد الكيميائية الضرورية لأغلب الصناعات الحديثة، مع الأخذ بعين الإعتبار أن البكتيريا يمكن أن تنمو بتكاليف بسيطة وتتغذي على موارد متجددة مثل مخلفات الأراضي الزراعية .
لاستخدام البكتيريا بشكل فعال في الصناعة يجب علينا أن نطور فهمنا لعلم الأحياء المختص بالخلية البكتيرية، فعندما نفهم بعمق الآليات والعمليات التي تجري في قلب الخلية البكتيرية، نستطيع أن نسخر هذا الفهم لاستغلال البكتيريا في إنتاج المواد الكيميائية العضوية بكميات صناعية .
البكتيريا الصديقة وصناعة الإنزيمات
في مركز أحياء الخلية البكتيرية في جامعة نيوكاسل، أمضوا سنوات في دراسة بكتيريا العصويات الرقيقة، وهي بكتيريا تعيش في سلام في التربة أو في أمعاء الإنسان، هذه البكتيريا قادرة على تكوين وإفراز الأنزيمات المحفزة في عمليات تصنيع الكيماويات العضوية، حاليا تستخدم بكتيريا العصويات الرقيقة بشكل موسع في الصناعة، ومثال على ذلك استخدامها في إنتاج الإنزيمات المستخدمة في المساحيق العضوية لغسل الملابس، ومن أشهرها إنزيم ببتيداز الذي يعمل على هدم البروتينيات وبالتالي يزيل البقع الناتجة عن البروتينات كبقع الدم والبيض، وإنزيم أميلاز المسئول عن تذويب النشا .
إن قدرة البكتيريا على انتاج انواع مختلفة من الانزيمات محدودة، لكن مع الأبحاث الجديدة أصبح بالإمكان التعديل على بنية الخلية البكتيرية، لتتمكن البكتيريا من تخليق طيف واسع من الأنزيمات ،بما فيها الأنزيمات المتعددة التي نحتاجها في الصناعات الكيميائية، من المتوقع أن تصل قيمة صناعة الإنزيمات على مستوى العالم إلى 7 مليار دولار بحلول عام 2018، منها مليار دولار تستحوذ عليها صناعة الأنزيمات المستخدمة في مواد التطهير والتنظيف .
كريم عضوي واقي من الأشعة فوق البنفسجية
أحد المشاريع التي يعمل عليها مركز أحياء الخلية البكتيرية في جامعة نيوكاسل هو تطوير كريم واقي من الشمس من مواد عضوية، يوجد في البحر زراقم وهي بكتيريا زرقاء قادرة على التمثيل الضوئي، وعلي إنتاج جزيئات عضوية تقيها من الأشعة فوق البنفسجية للشمس، يأمل الباحثون أن يتمكنوا من نقل الجينات المسئولة عن هذه العملية من الزراقم إلى أحد أنواع البكتيريا شائعة الاستخدام في الصناعات الكيميائية، اذا نجح الباحثون في ذلك فسيتمكن الصانعون في مجال مستحضرات التجميل من إنتاج كريم عضوي واقي من الشمس ورخيص الثمن .
