Công nghệ sinh học mở lối cho môi trường và ngành dược

Một bước tiến đột phá đang mở ra hướng đi mới cho ngành sản xuất dược phẩm, khi các nhà khoa học từ Đại học Edinburgh (Anh) tìm ra cách biến rác thải nhựa thường dùng trong chai lọ và bao bì thành paracetamol, loại thuốc giảm đau và hạ sốt phổ biến nhất hiện nay. Điều đặc biệt là quy trình mới không chỉ giúp tái chế nhựa hiệu quả mà còn gần như không phát thải carbon.

Nghiên cứu mới góp phần giải quyết rác thải nhựa gây hại môi trường

Hiện nay, paracetamol chủ yếu được sản xuất từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt như dầu mỏ, vừa gây ô nhiễm trong quá trình khai thác và chế biến, vừa góp phần gia tăng lượng khí nhà kính. Điều này đặt ra nhu cầu cấp thiết phải tìm ra một phương thức sản xuất thay thế, vừa hiệu quả, vừa thân thiện với môi trường.

Trong bài báo đăng trên Tạp chí Nature Chemistry, nhóm nghiên cứu đã phát hiện phản ứng hóa học Lossen rearrangement có thể xảy ra ngay bên trong tế bào vi khuẩn. Họ bắt đầu bằng việc dùng các phương pháp hóa học xanh để xử lý nhựa polyethylene terephthalate (PET), tạo ra một hợp chất trung gian. Hợp chất này sau đó được ủ với vi khuẩn E. coli đã được chỉnh sửa để không thể tự tổng hợp một phân tử thiết yếu gọi là PABA (axit para-aminobenzoic). Chính nhờ đó, vi khuẩn buộc phải sử dụng nguyên liệu từ PET để tạo ra PABA. Kết quả cho thấy phản ứng chuyển hóa này diễn ra hiệu quả ngay trong môi trường sống, với sự xúc tác từ phosphate nội sinh của vi khuẩn, một hiện tượng tự nhiên chưa từng được ghi nhận trước đây.  

Sau đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa vào E. coli hai đoạn gen, một từ nấm và một từ vi khuẩn đất, để kích hoạt khả năng chuyển đổi PABA thành paracetamol. Với phiên bản E. coli đã chỉnh sửa này, toàn bộ quá trình từ nhựa PET đến paracetamol diễn ra trong chưa đầy 24 giờ, với hiệu suất lên tới 92% và lượng phát thải carbon thấp.

Đột phá này không chỉ mở ra một hướng đi bền vững cho ngành sản xuất dược phẩm, mà còn góp phần xử lý lượng rác thải nhựa khổng lồ với hơn 350 triệu tấn mỗi năm và là một trong những nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất hiện nay. Trong khi phần lớn công nghệ tái chế hiện hành chỉ tạm thời chuyển đổi nhựa thành những sản phẩm khác, đôi khi vẫn tiếp tục gây hại cho môi trường, thì phương pháp mới lại có thể biến chất thải thành một sản phẩm thiết yếu cho sức khỏe con người.

Nghiên cứu cho thấy tiềm năng mạnh mẽ khi kết hợp giữa công nghệ sinh học và hóa học xanh để tạo ra những giải pháp vừa có tính ứng dụng cao, vừa nhân văn. Nếu được mở rộng và áp dụng vào thực tế, cách tiếp cận này có thể thay đổi hoàn toàn cách con người đối mặt với rác thải, biến rác thải thành nguồn tài nguyên quý giá, góp phần xây dựng một tương lai xanh và bền vững hơn.

Nguồn: The Guardian