Mới đây, các nhà khoa học từ Đại học Portsmouth của Anh đã hợp tác với Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Mỹ đã tìm ra một giải pháp mới cho vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa trên thế giới khi vô tình tìm ra loại enzyme có khả năng phân hủy nhựa bằng phương pháp gây đột biến.

Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào loài vi khuẩn ăn nhựa PET (nhựa dẻo nhiệt polyethylene terephthalate) có tên gọi là Ideonella sakaiensis, lần đầu tiên được phát hiện bởi các nhà khoa học Nhật Bản vào năm 2016. Mục tiêu ban đầu của nhóm là hiểu được cấu trúc của enzyme PETase ở loài vi khuẩn này. Tuy nhiên, họ đã bất ngờ đạt được kết quả tốt hơn mong đợi khi tình cờ tạo ra loại enzyme đột biến có khả năng phân hủy nhựa còn tốt hơn enzyme PETase.

Giáo sư sinh vật học John McGeehan của Đại học Portsmouth cho biết: "Mặc dù sự cải thiện rất khiêm tốn nhưng khám phá bất ngờ này sẽ giúp chúng ta phát triển các loại enzyme biến đổi này hơn nữa, đưa chúng ta tiến tới gần hơn với giải pháp tái chế cho các loại rác thải nhựa bình thường cần tới khoảng 400 năm để phân hủy".

Các nhà khoa học đã sử dụng tia X cực mạnh, sáng gấp 10 tỷ lần ánh sáng Mặt Trời để tạo ra mô hình 3D có độ phân giải cực cao về cấu trúc của enzyme PETase. Mô hình cho thấy nó có cấu trúc gần giống với enzyme cutinase được tìm thấy trong nấm và vi khuẩn. Sự khác biệt chỉ xuất hiện ở một vùng nhỏ bên trong enzyme PETase. Các nhà khoa học cho rằng đó chính là nhân tố cho phép enzyme này có thể phân hủy nhựa.

Nhóm nghiên cứu thử biến đổi điểm hoạt động của enzyme PETase để làm nó giống với enzyme cutinase hơn. Kết quả thu được rất bất ngờ khi enzyme đột biến được tạo ra có khả năng phân hủy nhựa PET tốt hơn cả enzyme PETase trong vi khuẩn Ideonella sakaiensis.

Kết quả của nghiên cứu có ý nghĩa rất quan trọng. Ước tính hơn 8 triệu tấn rác thải nhựa bị thải xuống biển mỗi năm, hầu hết chúng cần hàng trăm năm để tự phân hủy trong môi trường tự nhiên. "Enzyme được tạo ra thật đáng kinh ngạc. Nhựa plastic thông thường có thể mất tới 400 năm để phân hủy, nhưng bây giờ chúng ta đã có thể phân hủy chúng chỉ trong vài ngày", giáo sư John McGreehan từ Đại học Portsmouth cho biết.

Nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences của Mỹ. Các nhà khoa học cho biết cần thêm thời gian nghiên cứu để cải tiến enzyme, với hy vọng có thể sớm ứng dụng chúng trên quy mô lớn để xử lý rác thải nhựa trên toàn thế giới.

Rác thải nhựa hiện nay đang là một trong những vấn đề đau đầu mà thế giới đang phải đối mặt hằng ngày. Những núi rác khó phân hủy ngày càng cao lên tỷ lệ thuận với sự gia tăng dân số thế giới. Những giải pháp sinh học hiệu quả và nhanh chóng sẽ là sự cứu rỗi cho tình trạng môi trường ngày một xấu hơn. 

Trên hết, mỗi chúng ta đều phải tự ý thức về việc bảo vệ môi trường và sử dụng các loại vật liệu có thể tái sử dụng để góp phần hạn chế sự ảnh hưởng tới môi trường.

• Quạt điều hòa liệu có thần thánh như mọi người vẫn tưởng?

• Đổ đầy bình xăng mùa nắng nóng có gây cháy nổ không?

• Thủ phạm giết hại bé Nhật Linh cúi đầu nhận án trung thân trước vành móng ngựa

An An