I composti organici naturali che contengono fluoro sono rari perché gli organismi viventi, con poche eccezioni, non li producono. Gli scienziati americani hanno ora ingegnerizzato geneticamente un ospite microbico per il metabolismo dell'organofluoro, permettendogli di produrre un intermedio fluorurato noto come dichetide. Come riportato sulla rivista Angewandte Chemie , il dichetide potrebbe quindi essere utilizzato come monomero per la produzione in vivo di bioplastiche fluorurate.

A differenza della natura, i chimici usano spesso il fluoro. Rivestimenti in teflon per pentole e giacche in Gore-Tex idrorepellenti, entrambi a base di politetrafluoroetilene, mi viene subito in mente. Il fluoro si trova anche in molti prodotti agrochimici, e circa il 20-30% dei farmaci moderni, che vanno dai farmaci antimalarici e citostatici agli anestetici per inalazione, sostituti del sangue, e agenti di ventilazione liquidi. Le molecole di organofluorine sono utilizzate anche nei cristalli liquidi per display, così come refrigeranti e propellenti rispettosi dell'ozono.

Dato il potenziale per i sistemi viventi di produrre composti chimici altamente complessi, ricercatori che lavorano con Michelle C.Y. Chang presso l'Università della California, Berkeley (Stati Uniti), mirava a manipolare il macchinario biosintetico nelle cellule per utilizzare semplici elementi costitutivi fluorurati per creare nuove molecole bersaglio di organofluoro.

Per realizzare questo, hanno introdotto geni che codificano per tre enzimi particolarmente efficienti da una varietà di altri microrganismi nel batterio, Escherichia coli, per costruire la via di biosintesi dei dichetidi. Questi enzimi sono in grado di utilizzare derivati ​​contenenti fluoro dei loro normali substrati. Inoltre, era anche necessario introdurre un gene per una proteina di trasporto che trasporta il fluoromalonato, come materiale di partenza contenente fluoro, nella cellula. Gli enzimi hanno permesso alle cellule di utilizzare la via di biosintesi per produrre il fluoromalonil coenzima A e convertirlo nel dichetide 2-fluoro-(R)-3-idrossibutirrato in alta resa.

I ricercatori hanno introdotto un altro gene per un enzima utilizzato da molti batteri per produrre poliidrossialcanoati (PHA), che sono poliesteri utilizzati per immagazzinare carbonio ed energia. I PHA biodegradabili sono utilizzati nella produzione di bioplastiche per applicazioni come imballaggi alimentari e impianti medici. Il nuovo, i microrganismi geneticamente modificati hanno incorporato i dichetidi fluorurati nei PHA che hanno prodotto, polimeri che generano polimeri contenenti dal 5 al 15% di monomeri fluorurati. Le bioplastiche fluorurate erano meno fragili dei PHA privi di fluoro. L'incorporazione controllata di monomeri fluorurati potrebbe consentire una variazione mirata delle proprietà delle bioplastiche.

I ricercatori sperano anche di utilizzare il componente chiave fluoromalonil coenzima A per produrre un ampio spettro di piccole molecole fluorurate nelle cellule viventi per applicazioni farmaceutiche.