นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษสร้างเอนไซม์ที่สามารถกินอาหารบนพลาสติกได้

หลายปีที่ผ่านมาและบังเอิญโดยสิ้นเชิงกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ในขณะที่ตรวจสอบองค์ประกอบของดินของโรงงานรีไซเคิลเก่าของญี่ปุ่นได้ค้นพบด้วยความประหลาดใจโดยสิ้นเชิงหลังจากที่สิ่งตกค้างเหล่านี้อยู่ในดินเดียวกันมาหลายปีแล้ว , ธรรมชาติได้สร้างแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่กินพลาสติก.

เรื่องราวนี้ได้รับความนิยมเมื่อปลายปี 2016 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ทุกคนค่อนข้างมีความสุขเพราะอย่างที่เราพูดไปโดยบังเอิญอย่างสมบูรณ์ เราได้ค้นพบสิ่งที่อาจเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดอย่างหนึ่งที่มนุษย์ต้องเผชิญ เช่นเดียวกับมลพิษและการรีไซเคิลพลาสติก อย่างที่คุณเห็นวิธีแก้ปัญหานั้นถูกมอบให้กับเราอีกครั้งโดยธรรมชาติในรูปแบบของแบคทีเรียที่กลายพันธุ์เพื่อกินพลาสติกที่ครอบงำที่อยู่อาศัยของมัน

ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการค้นคว้าเกี่ยวกับแบคทีเรียนี้ซึ่งเป็นโครงการที่ก้าวหน้าเพื่อนำเสนอโซลูชันที่สว่างและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

จะเป็นอย่างอื่นไปได้อย่างไรนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่สนใจแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่นี้และหลังจากนั้นมาดูเหมือนว่ามันจะเป็นทีมของ มหาวิทยาลัยพอร์ทสมั ธ ในสหราชอาณาจักรนำโดยนักชีววิทยา จอห์นแม็คกีฮาน สิ่งที่ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเท่าที่จะจัดการเพื่อพัฒนาเอนไซม์ตามที่ผู้รับผิดชอบโครงการกล่าวโดยบังเอิญโดยสิ้นเชิงซึ่งสามารถย่อยสลายพลาสติกได้เร็วกว่ามาก

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายไว้เรากำลังเผชิญกับทางออกที่สำคัญที่เป็นไปได้สำหรับปัญหามหึมาที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกที่มนุษย์ทุกคนมีอยู่ในปัจจุบัน ในคำพูดของนักชีววิทยาเองและผู้อำนวยการโครงการนี้ จอห์นแม็คกีฮาน:

โอกาสมักมีบทบาทสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานและการค้นพบของเราที่นี่ก็ไม่มีข้อยกเว้น การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้ชี้ให้เห็นว่ายังมีช่องว่างที่จะปรับปรุงเอนไซม์เหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้นทำให้เราเข้าใกล้โซลูชันการรีไซเคิลสำหรับภูเขาพลาสติกทิ้งที่เติบโตขึ้นเรื่อย ๆ

ทีมนักวิจัยได้พัฒนาเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากยิ่งขึ้น

เจาะลึกลงไปอีกนิดในงานวิจัยที่ดำเนินการโดยทีมงานของ John McGeehan เห็นได้ชัดและในขณะที่ตรวจสอบโครงสร้างภายในของ ไอดีโอเนลล่า ซาไกเอนซิสนี่เป็นวิธีที่จุลินทรีย์ญี่ปุ่นที่สามารถกินอาหารบนพลาสติกได้รับบัพติศมาในเวลานั้นพวกเขาค้นพบโดยบังเอิญและประหลาดใจ โครงสร้างกลายพันธุ์ที่ทำให้พลาสติก PET ย่อยสลายได้หรือที่เรียกว่าพลาสติกโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต

ปัญหาของจุลินทรีย์ตัวน้อยนี้คือแม้ว่ามันจะกินพลาสติกได้ แต่ความจริงก็คือ มันไม่เร็วเกินไปสิ่งที่เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเราต้องการใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อกำจัดมลภาวะพลาสติกขนาดใหญ่ที่โลกมี ณ จุดนี้กล่าวถึงว่าเรากำลังพูดถึงจุลินทรีย์ที่ควรรับผิดชอบต่อการกินของเสียไม่น้อยกว่าหลายพันล้านตันที่สะสมอยู่ในหลุมฝังกลบในปัจจุบันและสุดท้ายก็ถูกทิ้งลงสู่มหาสมุทร

ด้วยความจริงที่ว่านักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบและแยกโครงสร้างที่กลายพันธุ์ของจุลินทรีย์ญี่ปุ่นได้จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเอนไซม์โดยรับบัพติศมาเป็น เพเตสซึ่งช่วยให้สามารถทำลายพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของ PETase ในระดับโมเลกุลนักวิจัยที่รับผิดชอบโครงการนี้จึงตัดสินใจใช้รังสีเอกซ์เพื่อสร้างแบบจำลองสามมิติความละเอียดสูงพิเศษ ด้วยโมเดลนี้ในมือคุณ พวกเขาได้ค้นพบว่า PETase สามารถดูดซับและย่อยสลายพลาสติกได้อย่างไรและอะไรจะดีไปกว่านั้นวิธีการปรับปรุงกลไกนี้. เข้ากับคำพูดของตัวเอง จอห์นแม็คกีฮาน:

หลังจากผ่านไปเพียง 96 ชั่วโมงสามารถมองเห็นได้ชัดเจนผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนว่า PET กำลังย่อยสลาย PET และการทดสอบนี้ใช้ตัวอย่างจริงของสิ่งที่พบในมหาสมุทรและหลุมฝังกลบ

ความสามารถในการมองเห็นการทำงานภายในของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพนี้ทำให้เรามีพิมพ์เขียวในการออกแบบเอนไซม์ที่เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

น่าแปลกที่เราพบว่า PETase ที่กลายพันธุ์มีประสิทธิภาพดีกว่าจุลินทรีย์ธรรมชาติใน PET ที่ย่อยสลายได้ การทำความเข้าใจว่า PET จับตัวกันอย่างไรที่จุดเร่งปฏิกิริยาของ PETase โดยใช้เครื่องมือคำนวณช่วยอธิบายสาเหตุของประสิทธิภาพที่ดีขึ้นนี้ จากผลลัพธ์เหล่านี้เป็นที่ชัดเจนว่าศักยภาพสำคัญยังคงอยู่ในการปรับปรุงธุรกิจของคุณต่อไป