.. วิศวกรสร้างเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายขยะพลาสติกได้.. ในไม่กี่ชั่วโมง
เป็นที่ทราบกันดีว่าปัญหาขยะพลาสติกนั้นเป็นปัญหาใหญ่ในปัจจุบัน และนักวิทยาศาสตร์ก็พยายามอย่างหนักในการหาวิธีใช้งานพลาสติกโดยไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาว
ได้มีการค้นคว้าใหม่ในการลดเวลาในการย่อยสลายพลาสติกอย่างมากโดยการใช้เอนไซม์ที่สร้างมาโดยเฉพาะ โดยทีมผู้คิดค้นเอนไซม์ชนิดนี้กล่าวว่า “เราสามารถนำเอนไซม์ชนิดนี้ไปทำความสะอาดพื้นที่ที่มีปัญหาเรื่องขยะพลาสติก”
ในการทดสอบนั้น ได้นำวัสดุจำพวก PET มาย่อยสลายโดยเอนไซม์ชนิดนี้ ซึ่งใช้เวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ บางชนิดใช้เวลาเพียง 24 ชั่วโมง ซึ่งเทียบกับในสภาวะปกติแล้ว จะใช้เวลามากถึงร้อยปีในการย่อยสลาย
วิศวกรเคมี Hal Aper จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสออสติน กล่าวว่า “ความเป็นไปได้นั้นไม่มีที่สิ้นสุดในการใช้กระบวนการนี้รีไซเคิลในทุกอุตสาหกรรม”
“นอกเหนือจากอุตสาหกรรมการกำจัดขยะ เทคโนโลยีนี้สามารถทำให้ทุกๆภาคส่วนได้มีส่วนร่วมในการรีไซเคิลสินค้าของพวกเขา”
ทีมผู้คิดค้นได้ตั้งเชื่อเรียกเอนไซม์ตัวนี้ว่า FAST-PETase โดย FAST เป็นมีความหมายว่า functional, active, stable, และ tolerant และ PETase เป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาต่อ PET ให้เกิดการย่อยสลายได้เร็วขึ้น เอนไซม์ตัวนี้พัฒนามาจาก PETase และนำมาปรับแต่งด้วย machine learning ให้เกิดการกลายพันธุ์ 5 จุด เพื่อทำให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้เร็วยิ่งขึ้นภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ต่างกัน
เมื่อเอนไซม์นั้นทำปฏิกิริยา depolymerization หรือการทำให้ polymer แตกตัว เสร็จเรียบร้อยแล้ว นักวิจัยได้สาธิตการนำโมเลกุลเหล่านั้นประกอบกลับเข้าไปใหม่ด้วยกระบวนการทางเคมี หรือ repolymerization เพื่อสร้างพลาสติกชิ้นใหม่ถัดไป
การคิดค้น FAST-PETase นั้น ผู้คิดค้นได้ศึกษาบรรจุภัณฑ์พลาสติกจากสินค้า 51 ประเภท, polyester fiber 5 ชนิด, ผ้าชนิดต่างๆ, และขวดน้ำผลิตจาก PET
ผลการทดสอบนั้นพบว่า เอนไซม์นั้นสามารถทำงานได้ดีเมื่ออยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50 องศาเซลเซียส
คุณ Alper กล่าวว่า “เมื่อพูดถึงการทำความสะอาดสิ่งแวดล้อม คุณจะต้องมีเอนไซม์ที่สามารถทำงานอยู่ได้ในอุณหภูมิห้อง ซึ่งทำให้เทคโนโลยีของเรานี้ได้เปรียบเป็นอย่างมากในอนาคต”
วัสดุ PET เป็นวัสดุที่ใช้อย่างแพร่หลายในการทำบรรจุภัณฑ์ ตั้งแต่เสื้อผ้า ไปจนถึงขวดน้ำ โดยตัว PET เองนั้น คิดเป็น 12% ของจำนวนขยะทั้งหมดบนโลก ยิ่งไปกว่านั้น ในจำนวนขยะพลาสติกทั้งหมด มีเพียง 10% เท่านั้นที่ได้นำมาถูกรีไซเคิล
การมาของ FAST-PETase นั้นอาจถือได้ว่าเป็นประโยชน์ ผู้คิดค้นกล่าวว่าตัวสินค้านั้นมีราคาถูก, พกพาง่าย, และสามารถขยายไปสู่ระดับอุตสาหกรรมได้ไม่ยาก
ปัจจุบันนี้ วิธีการทิ้งพลาสติกคือการฝังกลบ ซึ่งพลาสติกเองจะสลายไปด้วยอัตราที่ช้ามากๆ หรือทำการเผาทิ้ง ซึ่งมีต้นทุนที่สูง ใช้พลังงานสูง และทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ เห็นได้ชัดว่าวิธีการกำจัดพลาสติกวิธีอื่นนั้นเป็นที่ต้องการอย่างเร่งด่วน ซึ่ง FAST-PETase อาจจะเป็นหนึ่งในวิธีนั้น
นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสออสติน Andrew Ellington กล่าวว่า “ชิ้นงานนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของการนำศาสตร์หลายแขนงมารวมกัน ไม่ว่าจะเป็น ชีววิทยาสังเคราะห์, วิศวกรรมเคมี, และ AI เข้าด้วยกัน”
บทวิจัยนี้ได้ถูกตีพิมพ์ที่ http://www.nature.com
เรียบเรียงโดย:
วีรณัฐ ณรงค์ฤทธิ์
บริษัท ปภาวิน จำกัด
ที่มา: www.sciencealert.com
TINPA Grab the Innovation
#0007 [SEP 2022]