Một trong những động lực phát triển kinh tế trong nửa sau thế kỷ trước là nhựa. Chúng rẻ, dễ sản xuất, bền, đàn hồi và nếu lỏng lẻo sẽ trong suốt, nhưng chúng có mặt tiêu cực là không thể phân hủy sinh học vì không có sinh vật sống nào có thể ăn chúng.
Độ bền lâu dài của chúng chắc chắn là một trong những thách thức lớn mà chúng ta phải đối mặt, vì phải mất tối thiểu bốn trăm năm mươi năm để các polyme bắt đầu quá trình phân hủy ở cấp độ phân tử.
Ước tính có hơn 300 triệu tấn nhựa được sản xuất trên toàn cầu, trong đó 90% có nguồn gốc từ dầu mỏ và một phần nhỏ, khoảng 15%, sẽ được thu hồi và thu hồi trên quy mô toàn cầu.
Trong số lượng khổng lồ đó, trung bình mỗi năm có tám triệu tấn trôi nổi trong đại dương của chúng ta, nơi chúng chìm xuống, tích tụ trong trầm tích hoặc cuối cùng được đưa vào chuỗi thức ăn của con người.
Những dự đoán ngắn hạn không hề hứa hẹn; một số cơ quan có thẩm quyền ước tính rằng đến năm 2050, sản lượng rác thải nhựa sẽ đạt XNUMX tỷ tấn. Một con số chắc chắn buộc chúng ta phải thực hiện các biện pháp mạnh mẽ và cấp bách.
Nhờ nó, vào năm 2016, chúng ta đã phát hiện ra sự tồn tại của một đồng minh khả dĩ và như đã xảy ra rất nhiều lần trong lịch sử khoa học, sự tình cờ đóng một vai trò quan trọng. Năm nay, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã nghiên cứu các khuẩn lạc vi khuẩn trong một nhà máy tái chế ở thành phố Sakai, Nhật Bản. Trong giai đoạn này, chúng tôi đã phân tích vi khuẩn được chiết xuất từ chất thải polyethylene terephthalate (PET) bên cạnh thành phần (ethylene glycol và axit terephthalic).
Ngạc nhiên thay, họ phát hiện ra rằng một loại vi khuẩn có tên Ideonella sakaiensis có khả năng sử dụng PET làm nguồn carbon chính. Một thời gian sau, người ta đã chứng minh được rằng vi sinh vật này có hai gen chủ chốt cho phép nó 'nuôi' PET: PETase và mono(2-hydroxyethyl) terephthalate hydrolase.
Một giải pháp đầy hy vọng
Việc phát hiện ra chuỗi trao đổi chất có thể giải thích rằng Ideonella đã thiết lập nơi cư trú của nó trong một nhà máy tái chế, nhưng điều vẫn chưa được làm sáng tỏ là con đường mà vi khuẩn đã tiến hóa để chuyển đổi nhựa, đã được cấp bằng sáng chế vào năm thập niên bốn mươi của thế kỷ trước, về nguồn thực phẩm.
Vi khuẩn này có khả năng chuyển hóa PET thành poly(3-hydroxybutyrate) – còn gọi là PHB – là một loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học. Điều hấp dẫn trong câu chuyện này là người ta ước tính rằng PET phân hủy với tốc độ 0,13 mg/cm30 mỗi ngày, ở nhiệt độ XNUMX°C, tốc độ đào thải trở nên “cực kỳ chậm”.
May mắn lại mỉm cười với chúng ta vào năm 2018 khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Postmouth (Vương quốc Anh) tình cờ thiết kế được một loại enzyme cải thiện PETase của vi khuẩn.
Tại thời điểm này, một nỗ lực đã được thực hiện để tiến thêm một bước nhằm nâng cao năng suất bằng cách 'chèn' enzyme đột biến vào vi khuẩn Extremophilic, có khả năng chịu được nhiệt độ trên 70°C, con số mà PET có vẻ nhớt nhất. Việc 'chuyển giao' này có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp lên tới 10%.
Tất cả những phát hiện này có thể giúp chúng ta nghỉ ngơi và mở ra cánh cửa hy vọng, vì vi khuẩn 'ngấu nghiến nhựa' sẽ là một phần giải pháp cho vấn đề môi trường do nhựa gây ra.
Mr Jara
Pedro Gargantilla là bác sĩ nội khoa tại Bệnh viện El Escorial (Madrid) và là tác giả của một số cuốn sách nổi tiếng.
