Đột Phá Công Nghệ Sinh Học: Vi Khuẩn Giúp Sản Xuất Polymer Từ Glucose
Khám phá của các nhà khoa học Hàn Quốc cho thấy khả năng sử dụng vi khuẩn để tạo ra polyme hữu ích, không phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch.
Vấn đề của nhựa hiện nay không chỉ nằm ở việc sản xuất mà cả trong việc xử lý chất thải. Quy trình sản xuất nhựa thường phải sử dụng các hóa chất từ nguyên liệu hóa thạch, kéo dài sự phụ thuộc của con người vào chúng. Thêm vào đó, các sản phẩm nhựa ít khi phân hủy sinh học, dẫn đến việc chúng tồn tại lâu dài trong môi trường dưới dạng các mảnh nhỏ. Tuy nhiên, sinh học có thể mang lại giải pháp đột phá. Các nhà khoa học đã phát hiện ra các loại vi khuẩn có khả năng tiêu hóa một số loại nhựa và với sự cải tiến trong thiết kế protein, chúng ta đã có thể tạo ra các enzyme mới có khả năng phá vỡ nhựa.
Trong tuần này, một nhóm nghiên cứu tại Hàn Quốc đã công bố nghiên cứu của họ về vi khuẩn được biến đổi gen để sản xuất polyme chỉ từ glucose. Hệ thống này dựa trên enzyme mà vi khuẩn sử dụng khi thiếu hụt dinh dưỡng, và có thể điều chỉnh để tạo ra một loạt polyme khác nhau. Hệ thống này không quá kén chọn về các phân tử tham gia phản ứng, miễn là có thể tạo thành liên kết ester hoặc có liên kết với Coenzyme A.
Để cải tiến tiếp theo, các nhà nghiên cứu tìm cách tăng cường năng suất production polymer bằng cách thêm các bản sao của gene tạo amino acid lysine. Điều này đã giúp tăng lượng polyme và tỷ lệ lysine trong polyme. Hơn nữa, họ cũng test các enzyme và điều kiện khác nhau để tạo ra các polyme với hỗn hợp monomer amino acid và cả những phân tử không phải amino acid. Kết quả là hệ thống đã có thể sản xuất polymer chiếm hơn 50% theo trọng lượng của tế bào vi khuẩn.
Dù vẫn còn một vài hạn chế như không hoàn toàn kiểm soát được thành phần của polyme và quy trình cần cải thiện tốc độ sản xuất, công nghệ này cho thấy tiềm năng vượt trội của sản xuất theo mô hình sinh học. Nghiên cứu này đã mở ra hướng đi mới cho ngành sản xuất nhựa thân thiện với môi trường.
Công nghệ sinh học này không chỉ giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa mà còn hướng tới một tương lai bền vững hơn bằng việc khai thác vi sinh vật để sản xuất các nguyên liệu tái tạo và phân hủy sinh học.
