Siêu enzym 'ăn nhựa' - Bước tiến vượt bậc trong khủng hoảng ô nhiễm rác thải nhựa

Rác thải nhựa đã làm ô nhiễm toàn bộ hành tinh, từ Bắc Cực đến các đại dương sâu nhất và con người hiện đang phải tiêu thụ, hít thở các hạt vi nhựa. Hiện tại, rất khó phân hủy chai nhựa cũ thành các thành phần hóa học để tái chế chai nhựa mới, vì thế mỗi năm sẽ có thêm nhiều sản phẩm nhựa mới được tạo ra từ dầu mỏ.

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại siêu vi khuẩn enzyme phân hủy chai nhựa nhanh hơn sáu lần so với nghiên cứu trước đây được công bố vào năm 2018. Cả hai nghiên cứu này đều dựa trên phát hiện lần đầu tiên tại Nhật Bản về enzyme ăn nhựa cách đây bốn năm.

Siêu enzyme bao gồm enzyme MHETase và PETase (tương ứng màu đỏ và xanh lam). Ảnh: Aaron McGeehan.

Protein tăng cường được tạo thành từ hai loại enzyme sản xuất bởi một loại vi khuẩn ăn chai nhựa, được gọi là Ideonella sakaiensis.

Giáo sư John McGeehan, Giám đốc Trung tâm Đổi mới Enzyme (CEI), Đại học Portsmouth (Anh) cho biết: “Không giống như tiêu hủy tự nhiên có thể mất hàng trăm năm, siêu vi khuẩn enzyme có thể chuyển nhựa trở lại vật liệu ban đầu của nó hoặc khối xây dựng chỉ trong vài ngày”.

Ông chia sẻ với hãng thông tấn PA: “Hiện tại, chúng tôi lấy những khối xây dựng đó từ các nguồn tài nguyên hóa thạch như dầu và khí đốt. Tuy chúng thực sự không bền vững nhưng nếu chúng ta có thể thêm enzym vào nhựa phế thải, chúng ta có thể bắt đầu phân hủy nó sau vài ngày”.

Quá trình này cũng cho phép nhựa được sản xuất và tái sử dụng vô tận, giảm sự phụ thuộc vào tài nguyên hóa thạch.

Vào năm 2018, Giáo sư McGeehan và nhóm của ông tình cờ phát hiện ra rằng một phiên bản được thiết kế của một trong những enzym, được gọi là PETase, có thể phân hủy nhựa trong vài ngày.

Là một phần của nghiên cứu hiện tại, được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, nhóm nghiên cứu đã trộn PETase với enzym thứ hai, được gọi là MHETase và phát hiện ra “sự phân hủy của các chai nhựa tăng gấp đôi theo nghĩa đen”.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã kết nối hai enzyme với nhau trong phòng thí nghiệm, giống như “hai Pac-man nối với nhau bằng một đoạn dây”, sử dụng kỹ thuật di truyền.

Giáo sư McGeehan, một trong những tác giả của nghiên cứu nói rằng, điều này cho phép tạo ra một siêu enzyme nhanh hơn sáu lần so với enzyme PETase ban đầu - Đây là bước nhảy vọt đáng kể vì nhựa đang nằm dưới đại dương của chúng ta ngày nay sẽ mất hàng trăm năm để phân hủy tự nhiên.

Hà My