ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ກໍານົດແລະວິສະວະກໍາ enzyme ທີ່ສາມາດຍ່ອຍອາຫານແລະບໍລິໂພກບາງສ່ວນຂອງມົນລະພິດທົ່ວໄປທີ່ສຸດຂອງພວກເຮົາ. ພລາສຕິກ ສະໜອງຄວາມຫວັງໃນການນຳກັບມາໃຊ້ໃໝ່ ແລະການຕໍ່ສູ້ ມົນລະພິດ
ມົນລະພິດ ພລາສຕິກ ເປັນສິ່ງທ້າທາຍຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນທົ່ວໂລກໃນຮູບແບບຢາງ ມົນລະພິດ ແລະການແກ້ໄຂທີ່ດີທີ່ສຸດຕໍ່ບັນຫານີ້ຍັງຄົງບໍ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ. ຫຼາຍທີ່ສຸດ ພລາສຕິກ ແມ່ນຜະລິດຈາກນ້ຳມັນ ຫຼື ແກ໊ສທຳມະຊາດ ເຊິ່ງເປັນຊັບພະຍາກອນທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນຄືນໄດ້ ທີ່ຖືກສະກັດ ແລະປຸງແຕ່ງໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຜະລິດແລະການຜະລິດຂອງມັນເອງແມ່ນທໍາລາຍຫຼາຍສໍາລັບລະບົບນິເວດທີ່ອ່ອນແອ. ການທໍາລາຍຂອງພາດສະຕິກ (ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໂດຍການເຜົາໄຫມ້) ເຮັດໃຫ້ອາກາດ, ນ້ໍາ ແລະທີ່ດິນ ມົນລະພິດ. ປະມານ 79 ເປີເຊັນຂອງພລາສຕິກທີ່ຜະລິດໄດ້ໃນໄລຍະ 70 ປີຜ່ານມາໄດ້ຖືກຖິ້ມຖິ້ມ, ບໍ່ວ່າຈະເປັນບ່ອນຖິ້ມຂີ້ເຫຍື້ອ ຫຼື ໄປສູ່ສະພາບແວດລ້ອມທົ່ວໄປ ໃນຂະນະທີ່ມີພຽງປະມານ 51 ເປີເຊັນເທົ່ານັ້ນທີ່ຖືກນຳມາຣີໄຊເຄີນ ແລະ ສ່ວນທີ່ເຫຼືອຖືກຈູດເຜົາ. ຂະບວນການຈູດເຜົານີ້ເຮັດໃຫ້ຄົນງານທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ກັບສານເຄມີທີ່ເປັນພິດ ເຊິ່ງລວມມີສານທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດມະເຮັງ. ມະຫາສະໝຸດໄດ້ຖືກກ່າວວ່າມີອະນຸພາກ microplastic ປະມານ XNUMX ພັນຕື້ກີບ ແລະ ກຳ ລັງທໍາລາຍຊີວິດໃນທະເລຢ່າງຊ້າໆ. ບາງ microparticles ພາດສະຕິກໄດ້ຖືກ blown ໄປໃນອາກາດທີ່ນໍາໄປສູ່ ມົນລະພິດ ແລະມັນເປັນຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ແທ້ຈິງທີ່ພວກເຮົາອາດຈະຫາຍໃຈໃຫ້ເຂົາເຈົ້າ. ບໍ່ມີໃຜສາມາດຄາດເດົາໄດ້ໃນຊຸມປີ 1960 ວ່າການມາເຖິງແລະຄວາມນິຍົມຂອງພາດສະຕິກໃນມື້ຫນຶ່ງຈະກາຍເປັນພາລະຂອງຂີ້ເຫຍື້ອຢາງຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ພົບເຫັນລອຍຢູ່ໃນມະຫາສະຫມຸດທີ່ສວຍງາມຂອງພວກເຮົາ, ອາກາດແລະຖືກຖິ້ມໃສ່ແຜ່ນດິນອັນມີຄ່າຂອງພວກເຮົາ.
ພາດສະຕິກ ການຫຸ້ມຫໍ່ແມ່ນໄພຂົ່ມຂູ່ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແລະການສໍ້ລາດບັງຫຼວງທີ່ສຸດຂອງການນໍາໃຊ້ພາດສະຕິກ. ແຕ່ບັນຫາແມ່ນວ່າຖົງຢາງແມ່ນຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງ, ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈຸດປະສົງເລັກນ້ອຍແລະບໍ່ມີການຄວບຄຸມການນໍາໃຊ້ຂອງມັນ. ພາດສະຕິກສັງເຄາະຊະນິດນີ້ບໍ່ໄດ້ທໍາລາຍຊີວະພາບ, ແທນທີ່ຈະພຽງແຕ່ນັ່ງແລະສະສົມຢູ່ໃນບ່ອນຂີ້ເຫຍື້ອແລະປະກອບສ່ວນຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ມົນລະພິດ. ມີການລິເລີ່ມສໍາລັບ "ການຫ້າມພາດສະຕິກຢ່າງສົມບູນ", ໂດຍສະເພາະ polystyrene ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຫຸ້ມຫໍ່. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ນີ້ບໍ່ໄດ້ນໍາໄປສູ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຕ້ອງການຍ້ອນວ່າພາດສະຕິກຍັງມີຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງໃນດິນ, ອາກາດແລະນ້ໍາແລະຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ປອດໄພເວົ້າໄດ້ວ່າພລາສຕິກອາດບໍ່ສາມາດເບິ່ງເຫັນດ້ວຍຕາເປົ່າໄດ້ຕະຫຼອດເວລາ ແຕ່ມັນຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງ! ໂຊກບໍ່ດີທີ່ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາການລີໄຊເຄີນຂອງວັດສະດຸພາດສະຕິກ ແລະກຳຈັດບັນຫາ.
ໃນການສຶກສາຕີພິມໃນ ການດໍາເນີນຄະດີຂອງສະຖາບັນວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດສະຫະລັດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຄົ້ນພົບທໍາມະຊາດທີ່ຮູ້ຈັກ ເອນໄຊ ທີ່ປ້ອນໃສ່ຖົງຢາງ. ນີ້ແມ່ນການຄົ້ນພົບໂອກາດໃນຂະນະທີ່ພວກເຂົາເຈົ້າກຳລັງກວດເບິ່ງໂຄງປະກອບຂອງເອນໄຊທີ່ພົບເຫັນຢູ່ໃນສິ່ງເສດເຫຼືອທີ່ພ້ອມຈະນຳໄປນຳໃຊ້ຄືນຢູ່ສູນແຫ່ງໜຶ່ງໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນ. ເອນໄຊນີ້ເອີ້ນວ່າ Ideonella sakaiensis 201-F6, ສາມາດ “ກິນ” ຫຼື “ປ້ອນ” ພາດສະຕິກທີ່ມີສິດທິບັດ PET ຫຼື polyethylene terephthalate ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນຂວດພາດສະຕິກຫຼາຍລ້ານໂຕນ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ enzyme ໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ແບັກທີເຣຍທໍາລາຍພລາສຕິກເປັນແຫຼ່ງອາຫານຂອງພວກມັນ. ບໍ່ມີວິທີແກ້ໄຂການຣີໄຊເຄີນໃນປັດຈຸບັນສໍາລັບ PET ແລະຂວດພາດສະຕິກທີ່ເຮັດດ້ວຍ PET ຍັງຄົງຢູ່ກັບສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍກວ່າຮ້ອຍປີ. ການສຶກສານີ້ນໍາພາໂດຍທີມງານຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Portsmouth ແລະຫ້ອງທົດລອງພະລັງງານທົດແທນແຫ່ງຊາດ (NREL) ຂອງກະຊວງພະລັງງານຂອງສະຫະລັດໄດ້ສ້າງຄວາມຫວັງອັນໃຫຍ່ຫຼວງ.
ເປົ້າຫມາຍຕົ້ນສະບັບແມ່ນເພື່ອກໍານົດໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນສາມມິຕິຂອງ enzyme ທໍາມະຊາດນີ້ (ເອີ້ນວ່າ PETase) ແລະນໍາໃຊ້ຂໍ້ມູນນີ້ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າ enzyme ນີ້ເຮັດວຽກແນວໃດ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ນໍາໃຊ້ລັງສີທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ X-rays - ທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງ 10 ຕື້ກວ່າແສງຕາເວັນເທົ່າທີ່ - ເພື່ອເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງທີ່ສົດໃສແລະເບິ່ງປະລໍາມະນູແຕ່ລະຄົນ. beams ທີ່ມີອໍານາດດັ່ງກ່າວເຮັດໃຫ້ເຂົ້າໃຈການເຮັດວຽກພາຍໃນຂອງ enzymes ແລະສະຫນອງ blueprints ທີ່ຖືກຕ້ອງເພື່ອໃຫ້ສາມາດວິສະວະກໍາ enzymes ໄວແລະປະສິດທິພາບຫຼາຍ. ມັນໄດ້ຖືກເປີດເຜີຍວ່າ PETase ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກັນກັບເອນໄຊອື່ນທີ່ເອີ້ນວ່າ cutinase ຍົກເວັ້ນວ່າ PETase ມີລັກສະນະພິເສດແລະສະຖານທີ່ທີ່ "ເປີດ" ຫຼາຍ, ເຊິ່ງຄິດວ່າຈະຮອງຮັບໂພລີເມີທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍມະນຸດ (ແທນທີ່ຈະເປັນທໍາມະຊາດ). ຄວາມແຕກຕ່າງເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນທັນທີທັນໃດວ່າ PETase ອາດຈະພັດທະນາຫຼາຍຂຶ້ນໂດຍສະເພາະໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີ PET ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ PET ຍ່ອຍສະຫຼາຍໄດ້. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ປ່ຽນສະຖານທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງ PETase ເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນຄ້າຍຄື cutinase. ສິ່ງທີ່ປະຕິບັດຕາມແມ່ນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບໍ່ຄາດຄິດທັງຫມົດ, PETase mutant ສາມາດທໍາລາຍ PET ໄດ້ດີກວ່າ PETase ທໍາມະຊາດ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຂະບວນການເຂົ້າໃຈແລະພະຍາຍາມປັບປຸງຄວາມສາມາດຂອງ enzyme ທໍາມະຊາດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສິ້ນສຸດລົງໂດຍບັງເອີນວິສະວະກໍາ enzyme ໃໝ່ ເຊິ່ງດີກວ່າ enzyme ທໍາມະຊາດໃນການທໍາລາຍ PET. ພລາສຕິກ. ເອນໄຊນີ້ຍັງສາມາດຍ່ອຍສະຫຼາຍໂພລີເອທິລີນ furandicarboxylate, ຫຼື PEF, ທົດແທນຊີວະພາບສໍາລັບພາດສະຕິກ PET. ອັນນີ້ສ້າງຄວາມຫວັງທີ່ຈະຕ້ານທານກັບສານຍ່ອຍອື່ນໆເຊັ່ນ PEF (Polyethylene Furanoate) ຫຼືແມ້ກະທັ້ງ PBS (Polybutylene succinate). ເຄື່ອງມືສໍາລັບວິສະວະກໍາ enzyme ແລະ evolution ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການປັບປຸງຕື່ມອີກ. ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຊອກຫາວິທີການປັບປຸງ enzyme ເພື່ອໃຫ້ຫນ້າທີ່ຂອງມັນສາມາດຖືກລວມເຂົ້າໃນການສ້າງຕັ້ງອຸດສາຫະກໍາຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ຂະບວນການວິສະວະກໍາແມ່ນຄ້າຍຄືກັນຫຼາຍກັບ enzymes ເຊິ່ງປະຈຸບັນຖືກນໍາໃຊ້ໃນຝຸ່ນຊັກຟອກຊີວະພາບຫຼືໃນການຜະລິດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຊີວະພາບ. ເຕັກໂນໂລຊີມີຢູ່ແລະດັ່ງນັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ອຸດສາຫະກໍາຄວນຈະບັນລຸໄດ້ໃນຊຸມປີຂ້າງຫນ້າ.
ການຄົ້ນຄວ້າເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອເຂົ້າໃຈບາງດ້ານຂອງການສຶກສານີ້. ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ເອນໄຊຈະແຕກແຍກປລາສຕິກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າອອກເປັນຕ່ອນນ້ອຍ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງສະໜັບສະໜູນການນຳມາໃຊ້ໃໝ່ຂອງຂວດປຼາສະຕິກ, ແຕ່ພລາສຕິກທັງໝົດນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຟື້ນຟູກ່ອນ. ພາດສະຕິກທີ່ "ນ້ອຍກວ່າ" ນີ້ເມື່ອຖືກເກັບຄືນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຫັນພວກມັນກັບຄືນສູ່ຂວດພາດສະຕິກ. ເອນໄຊບໍ່ສາມາດ “ໄປຊອກຫາພລາສຕິກດ້ວຍຕົວມັນເອງ” ໃນສະພາບແວດລ້ອມໄດ້. ທາງເລືອກຫນຶ່ງທີ່ສະເຫນີອາດຈະເປັນການປູກ enzyme ນີ້ເຂົ້າໄປໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍບາງຊະນິດທີ່ສາມາດເລີ່ມທໍາລາຍພາດສະຕິກໃນອັດຕາທີ່ສູງກວ່າໃນຂະນະທີ່ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ. ນອກຈາກນີ້, ຜົນກະທົບໃນໄລຍະຍາວຂອງ enzyme ນີ້ຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການເຂົ້າໃຈ.
ຜົນກະທົບຂອງວິທີແກ້ໄຂນະວັດຕະກໍາດັ່ງກ່າວເພື່ອຮັບມືກັບຂີ້ເຫຍື້ອພລາສຕິກຈະສູງຫຼາຍໃນຂອບເຂດທົ່ວໂລກ. ພວກເຮົາໄດ້ພະຍາຍາມແກ້ໄຂບັນຫາປລາສຕິກນັບຕັ້ງແຕ່ການມາເຖິງຂອງພາດສະຕິກນັ້ນເອງ. ໄດ້ມີການອອກກົດໝາຍຫ້າມການນຳໃຊ້ພລາສຕິກອັນດຽວ ແລະ ຢາງທີ່ນຳມາໃຊ້ໃໝ່ແມ່ນໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂັ້ນຕອນນ້ອຍໆເຊັ່ນ: ການຫ້າມຖົງຢາງພາລາສຕິກຢູ່ໃນຮ້ານສັບພະສິນຄ້າກໍມີຢູ່ທົ່ວທຸກສື່. ຈຸດແມ່ນ, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງປະຕິບັດຢ່າງໄວວາຖ້າພວກເຮົາຢາກຮັກສາຂອງພວກເຮົາ ດາວ ຈາກພາດສະຕິກ ມົນລະພິດ. ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຮົາຕ້ອງສືບຕໍ່ນຳເອົາການນຳມາໃຊ້ຄືນໃໝ່ໃນຊີວິດປະຈຳວັນຂອງພວກເຮົາໃນຂະນະທີ່ຊຸກຍູ້ໃຫ້ລູກໆເຮັດເຊັ່ນນັ້ນ. ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງການການແກ້ໄຂໄລຍະຍາວທີ່ດີທີ່ສາມາດໄປຄຽງຄູ່ກັບຄວາມພະຍາຍາມສ່ວນບຸກຄົນຂອງພວກເຮົາ. ການຄົ້ນຄວ້ານີ້ແມ່ນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນສໍາລັບການແກ້ໄຂບັນຫາໃຫຍ່ທີ່ສຸດຫນຶ່ງຂອງພວກເຮົາ ດາວ ກໍາລັງປະເຊີນ.
***
{ທ່ານສາມາດອ່ານເອກະສານການຄົ້ນຄວ້າຕົ້ນສະບັບໄດ້ໂດຍການຄລິກທີ່ລິ້ງ DOI ທີ່ໃຫ້ໄວ້ຂ້າງລຸ່ມນີ້ໃນລາຍຊື່ແຫຼ່ງທີ່ອ້າງອີງ}
ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ (s)
Harry P et al. 2018. ລັກສະນະ ແລະ ວິສະວະກໍາຂອງໂພລີເອສເຕຣເຕສທີ່ມີກິ່ນຫອມທີ່ເສື່ອມໂຊມແບບພລາສຕິກ. ການດຳເນີນງານຂອງສະພາວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດ. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
