Khuẩn E.coli biến rác thải nhựa thành thuốc giảm đau
Trang Interesting Engineering cho biết Phòng thí nghiệm Wallace (Đại học Edinburgh) đã tìm ra phương pháp sản xuất thuốc giảm đau vừa rẻ vừa bền vững.
Hiện tại paracetamol được sản xuất từ hóa chất nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch, quy trình sản xuất tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải lớn. Mỗi năm hàng nghìn tấn nhiên liệu hóa thạch cung cấp năng lượng cho các nhà máy sản xuất paracetamol cùng nhiều loại thuốc khác.
Một nhà nghiên cứu theo dõi sự phát triển của khuẩn E.coli tại Phòng thí nghiệm Wallace - Ảnh: Đại học Edinburgh
Phương pháp mới của Phòng thí nghiệm Wallace sử dụng khuẩn E.coli vô hại được biến đổi gien, biến hợp chất axit terephthalic trong chai nhựa thành paracetamol. Quá trình diễn ra ở nhiệt độ phòng và hầu như không tạo ra khí thải carbon. Đội ngũ nghiên cứu dùng đến kỹ thuật lên men tương tự ủ bia, biến đổi nhựa PET trong vòng chưa đầy 24 tiếng. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho kết quả ban đầu rất lạc quan: 90% hóa chất thành phẩm là paracetamo tinh khiết. Họ còn phát hiện phản ứng tái sắp xếp Lossen chưa từng thấy ngoài tự nhiên trước đây lại có thể xảy ra bên trong tế bào sống.
Trước tiên PET được điều chế thành một chất trung gian. Chất này khi ủ với E.coli biến đổi gien sẽ thành PABA – phân tử mà vi khuẩn thường sử dụng để tạo ra DNA. Vì cách thức tạo PABA thông thường bị chặn nên E.coli phải dựa vào nguyên liệu từ PET. Phản ứng xảy ra bên trong tế bào được xúc tác bởi phosphate tự nhiên. Đội ngũ nghiên cứu sau đó chèn 2 gien (1 từ nấm và 1 từ vi khuẩn đất) cho phép E.coli chuyển đổi PABA thành paracetamol.
Sáng kiến trên hứa hẹn góp sức giải quyết tình trạng ô nhiễm nhựa toàn cầu. PET bền nhẹ là nguyên liệu cho bao bì thực phẩm và chai đựng đồ uống, tạo ra hơn 350 triệu tấn chất thải mỗi năm. Mặc dù về mặt kỹ thuật PET có thể tái chế, nhưng hầu hết phương pháp vẫn không xử lý được triệt để.
Theo giáo sư Stephen Wallace (tổ chức UKRI Future Leaders): “Nghiên cứu này chứng minh PET không chỉ là chất thải hoặc vật liệu có thể trở thành nhựa. Vi sinh vật sẽ biến đổi nó sản phẩm mới có giá trị, gồm cả sản phẩm phục vụ điều trị bệnh”.
Phương pháp trên cần phải phát triển thêm mới có thể mở rộng quy mô để sản xuất thương mại. Kết quả ban đầu cho thấy tiềm năng rất lớn, đội ngũ nghiên cứu xem đây là bước tiến lớn trong việc kết hợp sinh học và hóa học thiết lập hệ thống sản xuất thuốc tuần hoàn, giảm thiểu chất thải lẫn khí thải, bớt phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch.
