Vi khuẩn biến rác thải nhựa thành thuốc giảm đau

Theo Guardian, các nhà hóa học ở Đại học Edinburg nhận thấy E. coli có thể giúp tạo ra paracetamol (còn gọi là acetaminophen) từ chai nhựa. "Công nghệ hé lộ tiềm năng kết hợp hóa học và sinh học, cho phép sản xuất paracetamol bền vững hơn đồng thời làm sạch rác thải nhựa từ môi trường", Stephen Wallace, tác giả chính của nghiên cứu từ Đại học Edinburgh, cho biết.

Trong bài báo công bố tuần qua trên tạp chí Nature Chemistry, Wallace và đồng nghiệp mô tả cách họ phát hiện một loại phản ứng hóa học gọi là tái sắp xếp Lossen, có tính tương thích sinh học. Nói cách khác, có thể thực hiện phản ứng khi có tế bào sống hiện diện mà không gây hại cho chúng.

Nhóm nghiên cứu nhận ra điều này khi lấy polyethylene terephthalate (PET), loại nhựa thường thấy trong bao bì thực phẩm và chai lọ, sau đó sử dụng phương pháp hóa học bền vững, biến đổi thành vật liệu mới. Khi các nhà nghiên cứu ủ vật liệu với một chủng E. coli vô hại, họ phát hiện nó biến đổi thành hợp chất khác gọi là Paba trong quá trình liên quan tới tái sắp xếp Lossen.

Trong khi phản ứng tái sắp xếp Lossen thường đòi hỏi điều kiện thí nghiệm nghiêm ngặt, nó xảy ra ngay lập tức khi tồn tại E. coli, được xúc tác bởi phosphate trong chính các tế bào. Theo nhóm nghiên cứu, Paba là hợp chất thiết yếu mà vi khuẩn cần để phát triển, đặc biệt là tổng hợp ADN, thường được tạo ra trong tế bào từ hợp chất khác. Tuy nhiên, E. coli được sử dụng trong thí nghiệm đã được biến đổi gene để chặn con đường này, có nghĩa vi khuẩn phải sử dụng vật liệu PET.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu biến đổi gene E. coli thêm nữa, chèn hai gene lấy từ nấm và vi khuẩn đất, giúp vi khuẩn biến đổi PABA thành paracetamol. Khi sử dụng E coli theo cách này, họ có thể biến vật liệu ban đầu dựa trên PET thành paracetamol trong vòng chưa đầy 24 giờ, với lượng thải khí thấp và hiệu suất lên đến 92%. Dù cần nghiên cứu thêm để sản xuất paracetamol bằng phương pháp trên ở quy mô thương mại, kết quả có thể ứng dụng trong thực tế.

An Khang (Theo Guardian)