Siêu vi khuẩn “ăn” nhựa nhanh hơn gấp sáu lần

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

Cả hai nghiên cứu này đều dựa trên phát hiện lần đầu tiên tại Nhật Bản về enzyme ăn nhựa cách đây bốn năm.

Theo đó, siêu enzyme có nguồn gốc từ vi khuẩn đã phát triển tự nhiên khả năng ăn nhựa, cho phép tái chế hoàn toàn các chai lọ bằng nhựa. Các nhà khoa học tin rằng, kết hợp nó với các enzym phân hủy bông cũng có thể cho phép tái chế quần áo bằng vải hỗn hợp. Ngày nay, hàng triệu tấn quần áo như vậy bị đổ ở bãi rác hoặc bị đốt.

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 và 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.

Năm 2018, nghiên cứu của họ đã xác định rằng cấu trúc của một loại enzyme, được gọi là PETase, có thể tấn công bề mặt tinh thể cứng của chai nhựa.

Siêu enzyme mới được thiết kế bằng cách liên kết hai enzyme riêng biệt, gọi là PETase và MHETase, cả hai đều được tìm thấy trong loài vi khuẩn ăn nhựa được phát hiện tại một bãi rác thải của Nhật Bản vào năm 2016. Các nhà nghiên cứu đã tiết lộ một phiên bản được thiết kế của enzym đầu tiên vào năm 2018, có thể phân hủy nhựa trong vài ngày. Nhưng siêu enzyme mới hoạt động nhanh hơn sáu lần.

Giáo sư John McGeehan, giám đốc Trung tâm Đổi mới Enzyme (CEI), Đại học Portsmouth, Anh. Các nhà khoa học làm việc tại trung tâm hy vọng loại "siêu enzyme" có thể giải quyết cuộc khủng hoảng ô nhiễm. Ảnh: Đại học Portsmouth.

Giáo sư John McGeehan, Đại học Portsmouth, Anh cho biết: “Khi liên kết các enzyme, khá bất ngờ, chúng tôi phát hiện có sự gia tăng đáng kể về hoạt động”.

Trước đó, vào tháng 4/2020, Công ty Carbios của Pháp đã tiết lộ một loại enzyme khác được phát hiện trong một đống lá ủ, có thể phân hủy 90% chai nhựa trong vòng 10 giờ, nhưng yêu cầu gia nhiệt trên 70°C.

Còn siêu enzyme mới hoạt động ở nhiệt độ phòng và Giáo sư McGeehan cho biết việc kết hợp các phương pháp tiếp cận khác nhau có thể đẩy nhanh tiến độ thương mại hóa trong vòng một hặc hai năm tới.

Nhóm nghiên cứu hiện đang kiểm tra và tinh chỉnh để các enzyme hoạt động nhanh hơn nữa.

Giáo sư McGeehan cho biết, kết hợp các enzyme ăn nhựa với các enzyme phân hủy sợi tự nhiên hiện có thể cho phép các vật liệu hỗn hợp được tái chế hoàn toàn. “Các loại vải hỗn hợp gồm polyester và cotton thực sự rất khó để tái chế. Chúng tôi đã nói chuyện với một số công ty thời trang lớn sản xuất hàng dệt may, họ đang thực sự gặp khó khăn về vấn đề này".

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Portsmouth và bốn tổ chức của Mỹ được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nguồn: Báo Nhân Dân