“ Cocktail enzym” – hy vọng mới cho rác thải nhựa

PET (polyethylene terephtalate) là loại nhựa dẻo phổ biến nhất, được sử dụng làm chai nhựa đựng đồ uống dùng một lần, quần áo và thảm và phải mất hàng trăm năm để phân hủy trong môi trường. Một nhóm nghiên cứu đã thiết kế enzym PETase tự nhiên trong phòng thí nghiệm để phá vỡ PET nhanh hơn 20 %. Kết quả nghiên cứu ban đầu đặt ra triển vọng về một cuộc cách mạng trong tái chế nhựa, tạo ra một giải pháp tiết kiệm năng lượng tiềm năng để giải quyết rác thải nhựa. PETase phân hủy (PET) trở lại hình thái ban đầu của nó, tạo cơ hội tái chế nhựa vô hạn và giảm ô nhiễm cũng như khí nhà kính gây biến đổi khí hậu.

Nhóm nghiên cứu tái thiết kế enzym phân hủy nhựa PETase vừa tạo ra một loại “ enzym cocktail” có thể tiêu hóa nhựa nhanh hơn sáu lần. Enzym thứ hai được tìm thấy trong cùng một loại vi khuẩn sống trong rác thải, được kết hợp với PETase để tăng tốc độ phân hủy nhựa. Nhóm nghiên cứu “trans-Atlantic” đã kết hợp PETase với enzym thứ hai (MHETase), để tạo ra những cải tiến lớn hơn nhiều: chỉ cần trộn PETase với MHETase đã tăng tốc độ phân hủy PET gấp đôi và sự kết hợp hai enzym để tạo ra một “siêu enzym”, làm tăng hoạt tính gấp ba lần.

Giáo sư Mc Geehan – Giám đốc trung tâm CEI tại Đại học Portsmouth cho biết: “ PETase tấn công bề mặt nhựa và MHETase cắt nhỏ mọi thứ hơn nữa,…, tương tự như việc xảy ra trong tự nhiên.” PETase và “cocktail enzym” vừa mới được tìm ra đều hoạt động bằng cách phân hủy PET, đưa nó trở về cấu trúc ban đầu. Điều này cho phép nhựa được sản xuất và tái sử dụng lâu dài, giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào các nguồn tài nguyên như dầu và khí đốt.

Khám phá ra enzym PETase dẫn đến hy vọng rằng giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nhựa toàn cầu có thể nằm trong tầm tay. Tuy nhiên chỉ riêng PETase vẫn chưa đủ nhanh để làm cho quy trình này trở nên khả thi về mặt thương mại để xử lý hàng tấn chai nhựa PET bị loại bỏ trên hành tinh. Việc kết hợp PET và enzym MHETase, cùng nhau tìm ra chúng hoạt động nhanh hơn, có nghĩa là một bước tiến nhảy vọt khác đã được thực hiện nhằm tìm giải pháp cho rác thải nhựa.

Biên dịch:

Tô Lý Cường

TS. Nguyễn Thị Thanh Vân

TLTK

University of Portsmouth. “Plastic-eating enzyme ‘cocktail’ heralds new hope for plastic waste.” ScienceDaily. ScienceDaily, 28 September 2020.

Knott BC et al. Characterization and engineering of a two-enzyme system for plastics depolymerization. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202006753 DOI: 1073/pnas.2006753117