VINACHEM

Một dòng enzym mới đã được biến đổi gen để có thể thực hiện một trong những bước quan trọng nhất đối với quá trình chuyển hóa phế thải cây trồng thành các sản phẩm giá trị cao và thân thiện môi trường. Phát hiện này do một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Montana và Đại học California (Mỹ) cũng như Đại học Portsmouth (Anh) thực hiện.

Enzym mới có hoạt tính đối với lignin - một trong những thành phần chính của cây trồng mà từ nhiều thập niên nay các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra phương pháp phân hủy một cách hiệu quả.

Theo các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu nói trên, mục đích của họ là phát hiện các enzym từ thiên nhiên, đưa vào phòng thí nghiệm để nghiên cứu hoạt động của chúng, sau đó biến đổi gen những enzym này để tạo ra những công cụ mới cho ngành công nghệ sinh học.

Để bảo vệ xenluloza có chứa đường, cây trồng đã phát triển một loại vật liệu phức tạp là lignin mà chỉ một số ít loài nấm và vi khuẩn có thể phân hủy. Trong khi đó, lignin là nguồn nguyên liệu tiềm năng vô cùng phong phú để sản xuất các hóa chất thân thiện môi trường. Vì vậy, nếu tìm ra phương pháp chiết xuất và sử dụng những khối thành phần hóa học này, chúng ta có thể tạo ra những sản phẩm rất hữu ích.

Lignin hoạt động như bộ khung trong cây trồng và có vai trò quan trọng đối với việc dẫn nước. Nó tạo ra độ bền vũng cho cây và cũng bảo vệ cây chống lại dịch hại.

Theo các nhà nghiên cứu, lignin là một loại vật liệu tuyệt vời. Xenluloza và lignin là những polyme sinh học phong phú nhất trên Trái Đất. Thành công của cây trồng trong quá trình tiến hóa chủ yếu là nhờ sự kết hợp một cách thông minh hai loại polyme này để tạo ra lignoxenluloza - một loại vật liệu rất “trơ” và khó tiêu hóa.

Các enzym đã biết hiện nay thường chỉ có tác dụng đối với một trong những khối thành phần của lignin, điều đó khiến cho quá trình phân hủy lignin trở nên kém hiệu quả. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật cấu trúc 3D và kỹ thuật hóa sinh tiên tiến, nhóm nghiên cứu Anh - Mỹ nói trên đã có khả năng thay đổi hình dạng của enzym cho phù hợp với các khối thành phần khác nhau trong lignin. Nhờ đó, họ đã tạo ra quá trình để sản xuất các vật liệu và hóa chất mới như nylon hoặc chất dẻo sinh học, thậm chí cả sợi cacbon, từ loại nguyên liệu mà trước đây vẫn được coi như phế thải cây trồng.

Phát hiện trên cũng mang lại những ích lợi bổ sung về mặt môi trường - Việc tạo ra những sản phẩm từ lignin sẽ giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nguyên liệu dầu mỏ khi sản xuất các sản phẩm cho cuộc sống hàng ngày, mặt khác đây cũng là phương án thân thiện môi trường để thay thế cho việc đốt bỏ phế thải cây trồng, nhờ đó giảm phát thải CO₂.

HS

Theo ScienceDaily, 6/2019