Tạo thành công vi khuẩn tự dưỡng bằng công nghệ gen
Gần đây, các nhà sinh học đã thực hiện một phản ứng hóa sinh đảo ngược. Họ thiết kế lai một loại vi khuẩn sử dụng các loại đường đơn làm nguồn dinh dưỡng thành các tế bào tự dưỡng có khả năng hấp thụ khí CO2 giống như thực vật. Nghiên cứu này mở ra hướng nghiên cứu lai tạo các loài vi khuẩn biến đổi gen có khả năng sử dụng CO2 từ không khí để biến đổi thành các hợp chất dùng làm thuốc hoặc các chất có giá trị lớn.
Các nhà sinh vật học chia sinh vật thành hai loại: “tự dưỡng” giống như thực vật và một số vi khuẩn dựa vào quang hợp để biến đổi CO2 thành các loại đường và các hợp chất hữu cơ khác cần thiết để xây dựng tế bào. Trong khi đó, các sinh vật “dị dưỡng” (như chúng ta và hầu hết các sinh vật còn lại) được xây dựng nên từ các sinh vật mà chúng tiêu thụ.
Các nhà sinh học từ lâu đã cố gắng biến đổi gen thực vật và vi khuẩn tự dưỡng để sản xuất các hoạt chất có giá trị và nhiên liệu mới từ nước và CO2 do chi phí rẻ hơn so với các phương pháp khác. Đến nay, họ đã thành công ngoài mong đợi khi thu được vi khuẩn Escherichia coli dị dưỡng, vi khuẩn sống trong ruột con người và đôi khi gây ngộ độc, dùng để sản xuất ethanol và các hoạt chất khác rẻ hơn so với các hướng tiếp cận khác.
Các nhà khoa học đã phát triển nhiều công cụ khác nhau để chỉnh sửa gen trên E.coli nhằm sinh tổng hợp các hợp chất khác nhau như dược liệu và nhiên liệu. Kết quả là các nhà nghiên cứu có thể chèn những thay đổi để tạo E.coli tự dưỡng sử dụng được formate, hợp chất sản xuất dễ từ CO2 trong nước bằng điện phân. Kết quả, formate được tạo ra từ gió và năng lượng mặt trời có thể giúp vi khuẩn biến đổi gen sản xuất ethanol và các nhiên liệu khác, hoặc dược liệu như artemisinin chống sốt rét.
Phiên bản kỹ thuật của vi khuẩn Escherichia coli có khả năng hấp thụ khí CO2 giống như thực vật
(Nguồn: Kwangshin Kim/Science Source)
Theo sciencemag
Lê Mỹ Tiểu Ngọc – Nguyễn Đức Huy, PTN Công nghệ Enzyme và Protein
