Nhà sinh học kỹ thuật Stephen Wallace thu hoạch vi khuẩn E. coli biến đổi gen có thể chuyển đổi nhựa phân hủy thành thuốc giảm đau thông thường. (Ảnh: Edinburgh Innovations)
Công trình này được đăng trên tạp chí Nature Chemistry, đánh dấu một bước tiến mới trong việc ứng dụng công nghệ sinh học tổng hợp để giải quyết hai thách thức lớn: ô nhiễm nhựa và sản xuất thuốc từ nguồn tài nguyên không tái tạo.
Trong một nghiên cứu mang tính đột phá được công bố trên tạp chí Nature Chemistry, các nhà khoa học tại Đại học Edinburgh (Vương quốc Anh) đã thành công trong việc chuyển hóa nhựa PET phế thải thành thuốc giảm đau paracetamol (hay acetaminophen) - loại thuốc giảm đau và hạ sốt được ưa chuộng toàn cầu - chỉ trong 24 giờ.
Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu sử dụng vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) được biến đổi gen để biến đổi phân tử từ nhựa thành dược chất, mở ra hướng đi mới trong xử lý ô nhiễm nhựa và sản xuất dược phẩm thân thiện với môi trường.
Sử dụng vi khuẩn E. coli biến đổi gen để chuyển hóa nhựa PET phế thải thành thuốc giảm đau, hạ sốt. (Ảnh minh họa: Unsplash)
Từ rác nhựa thành thuốc: Giải pháp "hai trong một"
Nhựa polyethylene terephthalate (PET), thường được dùng để sản xuất chai nhựa và bao bì thực phẩm, là một trong những loại rác thải phổ biến và khó xử lý nhất hiện nay. Đồng thời, quy trình sản xuất dược phẩm như paracetamol hiện vẫn chủ yếu dựa vào nguyên liệu hóa dầu từ nhiên liệu hóa thạch, làm gia tăng phát thải khí nhà kính và phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không tái tạo.
Giáo sư Stephen Wallace, chuyên gia công nghệ sinh học tại Đại học Edinburgh, chia sẻ: "Chúng tôi chứng minh rằng nhựa PET không chỉ là chất thải hay nguyên liệu để sản xuất thêm nhựa, mà còn có thể được vi sinh vật chuyển hóa thành các sản phẩm hữu ích - bao gồm cả thuốc chữa bệnh".
Công trình của nhóm nghiên cứu là ví dụ điển hình cho xu hướng mới trong khoa học vật liệu: kết hợp hóa học truyền thống với kỹ thuật sinh học, cụ thể là sử dụng các "nhà máy vi sinh sống" để tạo ra các hóa chất bền vững và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Các điểm nổi bật của quy trình mới này, gồm Tốc độ nhanh (Toàn bộ quy trình hoàn tất trong vòng 24 giờ); Thiết lập đơn giản (Có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm quy mô nhỏ); Tiết kiệm năng lượng (Thực hiện ở nhiệt độ phòng, không cần gia nhiệt hay làm lạnh cực độ như các phương pháp công nghiệp khác).
Mặc dù công nghệ còn đang ở giai đoạn phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu kỳ vọng có thể mở rộng quy mô sản xuất trong tương lai gần. Việc thay thế hóa chất hóa dầu bằng nguyên liệu tái chế như nhựa phế thải không chỉ giúp giảm áp lực lên môi trường, mà còn giảm chi phí sản xuất dược phẩm trong dài hạn.
Ông Ian Hatch - Trưởng ban tư vấn tại Edinburgh Innovations (đơn vị hỗ trợ chuyển giao công nghệ của Đại học Edinburgh) - nhấn mạnh: "Chúng tôi đang hợp tác với các công ty hàng đầu như AstraZeneca để biến những phát kiến mang tính cách mạng này thành các sản phẩm thương mại có sức ảnh hưởng toàn cầu. Công nghệ sinh học tổng hợp có thể là chìa khóa để xây dựng một nền kinh tế tuần hoàn, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và tạo ra các vật liệu, hóa chất bền vững".
Dự án nghiên cứu được tài trợ bởi chương trình học bổng EPSRC CASE (Anh) và công ty dược phẩm AstraZeneca - một trong những tập đoàn dược lớn nhất thế giới. Sự hợp tác giữa các nhà khoa học học thuật và doanh nghiệp dược phẩm hứa hẹn sẽ rút ngắn con đường từ phòng thí nghiệm đến dây chuyền sản xuất thực tế.
Các chuyên gia nhận định, nghiên cứu này không chỉ là lời giải cho ô nhiễm nhựa, mà còn mở ra tương lai mới cho ngành dược: sản xuất thuốc từ rác thải. Nếu được triển khai rộng rãi, công nghệ này có thể tạo ra một chu trình tuần hoàn, nơi rác nhựa được tái sinh thành những sản phẩm thiết yếu, mang lại lợi ích cho cả sức khỏe cộng đồng và môi trường.
Giữa bối cảnh thế giới đang nỗ lực tìm kiếm các giải pháp chống ô nhiễm nhựa và biến đổi khí hậu, phát minh của Đại học Edinburgh là một điển hình cho sự hội tụ của khoa học, công nghệ và tính bền vững. Với sự hỗ trợ từ ngành công nghiệp và các chính sách môi trường mạnh mẽ, không xa trong tương lai, những viên thuốc giảm đau bạn uống có thể đến từ… chai nước nhựa từng bị vứt bỏ.
