Phát hiện vi khuẩn ăn nhựa có trong nước thải

Comamonas testosteroni phát triển dựa vào polyethylene terephthalate hay PET, một loại nhựa thường thấy trong bao bì thực phẩm dùng một lần và chai nước. PET chiếm khoảng 12% chất thải rắn toàn cầu và 90 triệu tấn nhựa PET được sản sinh mỗi năm.

Ludmilla Aristilde, tác giả chính của nghiên cứu và là phó giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Northwestern cho rằng: "Cơ chế của vi khuẩn trong môi trường là tiềm năng ít được khai thác để khám phá ra các giải pháp bền vững mà chúng ta có thể tận dụng",

Không như hầu hết các loại vi khuẩn phát triển nhờ đường, C. testosteroni có khẩu vị tinh tế hơn, bao gồm các vật liệu từ thực vật có độ phức tạp về mặt hóa học và nhựa mất nhiều thời gian phân hủy hơn. Các nhà khoa học Mỹ là những người đầu tiên không chỉ chứng minh vi khuẩn này phân hủy nhựa mà còn làm sáng tỏ cách chúng thực hiện điều đó.

Thông qua sáu bước tỉ mỉ, bao gồm các kỹ thuật chỉnh sửa gen và hình ảnh phức tạp, các tác giả đã phát hiện ra rằng vi khuẩn phân hủy nhựa bằng cách nhai thành những mảnh nhỏ hơn. Sau đó, chúng giải phóng enzyme, thành phần của tế bào giúp tăng tốc phản ứng hóa học, để phân hủy nhựa thành nguồn thức ăn giàu carbon được gọi là terephthalate.

Sau khi nghiên cứu thói quen ăn uống của vi khuẩn C. testosteroni, các tác giả đã xác định được loại enzyme cụ thể cho phép vi khuẩn biến nhựa không ăn được thành một món ăn ngon miệng, giàu carbon. Để xác nhận phát hiện nghiên cứu, các nhà khoa học đã loại bỏ gen tạo ra loại enzyme đó và nhận thấy khả năng phân hủy nhựa của C. testosteroni giảm đáng kể. Mặc dù vi khuẩn C. testosteroni là công cụ triển vọng để chống lại ô nhiễm, nhưng vẫn chưa sẵn sàng để được đưa vào sử dụng tại các nhà máy xử lý nước thải và bãi chôn lấp.

Theo Rebecca Wilkes, tác giả chính của nghiên cứu, vi khuẩn mất vài tháng để phân hủy các mảnh nhựa. Do đó, để vi khuẩn trở thành công cụ hiệu quả, cần có nhiều quá trình tối ưu hóa để tăng tốc độ phân hủy chất ô nhiễm. Một trong những cách thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn là cung cấp cho chúng nguồn thức ăn bổ sung như axetat.