几乎现代人类日常生活的方方面面都与化石燃料息息相关。从塑料牙刷、合成纤维衣物到简单的止痛药，这些物品最初都源自原油。这些产品的制造过程向地球大气中排放了大量碳排放物，使地球逐年变得更加炎热且不可持续。然而，或许有一种方法可以在不关闭整个产业的情况下减少对化石燃料的依赖。
过去十年间，爱丁堡大学的合成生物学家Stephen Wallace一直在致力于通过工程微生物，从可持续资源中生产多种化学品。他开发出了能够利用纸张废料生产尼龙前体、从废弃塑料中生成香草精化合物的细菌工厂。如今，Wallace和他的团队设计了一种细菌，可以将塑料废料转化为广泛使用的止痛药对乙酰氨基酚（即扑热息痛）。这一技术发表在《自然化学》上，其碳足迹微乎其微，并为回收塑料提供了一种潜在的新用途。
每年全球生产的塑料瓶多达5600万吨，其中大约45%最终被填埋，污染了周围的生态系统。为了更好地利用这些废弃物，Wallace和他的团队依靠一种名为Lossen重排的合成化学反应。这一过程可以将通过回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，一种广泛使用的塑料）产生的分子转化为新的可用化合物。
通常情况下，Lossen重排需要高温和强碱性等苛刻条件。然而，Wallace及其团队观察到，这种反应也可以在大肠杆菌（Escherichia coli）中以生物相关的参数进行。为了测试其在细菌中的效率，研究人员设计了这一化学反应以生成对氨基苯甲酸（PABA），这是一种对细胞生长至关重要的分子。在诱导缺乏PABA的大肠杆菌进行回收塑料的Lossen重排后，研究人员发现，在培养基中添加磷酸盐可将反应控制在生物相容性范围内。
接下来，Wallace和他的团队研究了这些设计微生物是否可以用于制造传统上依赖化石燃料的药物。目前，工业界使用石油产品来制造阿司匹林、对乙酰氨基酚、抗生素和抗精神病药物等药品。但对乙酰氨基酚也可以通过两种微生物酶在细胞内从PABA合成。于是，Wallace团队将这些酶的基因引入缺乏PABA的大肠杆菌中，用回收的塑料废料喂养它们，并观察到了奇迹的发生——细胞将92%的回收塑料分子转化为对乙酰氨基酚。
尽管该团队还需要进一步标准化这一流程才能实现规模化生产，但将塑料废料转化为一种关键的止痛药展示了合成化学与生物化学结合的巨大潜力。
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