เอนไซม์กลายพันธุ์ฟังดูน่ากลัว แต่สามารถช่วยกำจัดขยะพลาสติกได้

แม้จะมีการตระหนักรู้ของสาธารณชนขับเคลื่อนว่า การรีไซเคิลได้รับในหลายรัฐโลกยังคงประสบปัญหาใหญ่เกี่ยวกับพลาสติกที่ก่อให้เกิดมลพิษ ขณะนี้มีขวดพลาสติกโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ที่ยังไม่ได้รีไซเคิลหลายล้านตัน ทิ้งไว้เพียงลำพังสิ่งเหล่านี้จะคงอยู่หลายร้อยปีก่อนที่จะสลายตัวในที่สุด นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธของสหราชอาณาจักร, มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา และพลังงานทดแทนแห่งชาติของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา ห้องปฏิบัติการ (NREL) ได้ออกแบบเอนไซม์ที่สามารถเร่งกระบวนการดังกล่าวได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยการย่อยมลพิษที่พบบ่อยที่สุดในโลก พลาสติก

เอนไซม์ “PETase” ของพวกเขาแยกได้จากแบคทีเรียที่พบในโรงงานรีไซเคิลของญี่ปุ่นในปี 2559 หลังจากการค้นพบ ทีมวิจัยของโครงการได้เริ่มสำรวจคุณสมบัติของ ซึ่งนำไปสู่การสร้างเอนไซม์กลายพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าธรรมชาติโดยไม่ได้ตั้งใจ คู่กัน ผลลัพธ์ที่ได้จะช่วยลดระยะเวลาที่ใช้ในการสลายพลาสติก PET ให้เหลือเพียงไม่กี่วัน

ปัจจุบัน PETase ที่กลายพันธุ์มีประสิทธิภาพมากกว่าเอนไซม์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ แต่สามารถปรับปรุงได้ในอนาคต เพื่อตรวจสอบว่าเอนไซม์ทำงานอย่างไร เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมงานได้ใช้รังสีเอกซ์เพื่อสร้างแบบจำลองเอนไซม์ที่มีความละเอียดสูงพิเศษในระดับโมเลกุล

“ขณะนี้เรากำลังอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการเพิ่มประสิทธิภาพของเอนไซม์นี้ อย่างไรก็ตาม ความพยายามของเราถือเป็นกำลังใจอย่างมาก” ชม. ลี วูดค็อกรองศาสตราจารย์ภาควิชาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา กล่าวกับ Digital Trends “เราสามารถแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่า PETase เป็นทั้งกลไกที่เป็นไปได้สำหรับการย่อยสลายทางชีวภาพของพลาสติก และมีความอ่อนไหวต่อวิศวกรรมเพื่อการปรับปรุงกิจกรรม เรามีแผนที่จะดำเนินงานนี้ต่อไปและคาดหวังการปรับปรุงความสามารถในการรีไซเคิลพลาสติกหลายเท่าในอนาคตอันใกล้นี้”

Woodcock กล่าวว่าไม่มีแผนที่จะทำการค้าเทคโนโลยีชีวภาพนี้ในเชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะมีการวิจัยเพิ่มเติมอย่างแน่นอนก็ตาม “เราจะสามารถเข้าถึงสิ่งอำนวยความสะดวกของ NREL ได้อย่างเต็มที่ ซึ่งจะอำนวยความสะดวกในการพัฒนาการใช้งานในระดับนำร่อง” Woodcock กล่าวต่อ “จากนั้นเราจะทำงานร่วมกับพันธมิตรทางอุตสาหกรรมเพื่อก้าวไปไกลกว่าระดับนำร่อง”

บทความที่อธิบายการทำงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• คำตอบเดียวของปัญหาขยะพลาสติกคืออะไร? หิวเอนไซม์หิว
• ช้อนส้อมที่ย่อยสลายได้สามารถช่วยแก้ไขวิกฤติขยะพลาสติกของโลกได้
• เทคนิคใหม่ที่ก้าวล้ำสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้พลังงานสูง

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร