Côn trùng biến đổi gen có thể thay đổi cách quản lý chất thải

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Macquarie đã khám phá tiềm năng sử dụng ruồi lính đen biến đổi gen (Hermetia illucens) để giải quyết các thách thức về ô nhiễm trên toàn thế giới và sản xuất nguyên liệu thô có giá trị cho ngành công nghiệp, bao gồm thị trường thức ăn chăn nuôi toàn cầu trị giá 500 tỷ đô la Mỹ.

Trong khi ruồi lính đen hiện đang được sử dụng trong thương mại để tiêu thụ chất thải hữu cơ trước khi được chế biến thành thức ăn chăn nuôi, các nhà khoa học sinh học của Đại học Macquarie đã đưa ra những cải tiến di truyền mà họ cho rằng sẽ mở rộng việc sử dụng côn trùng, giúp chúng có thể xử lý nhiều loại rác thải hơn. Điều này có thể dẫn đến việc ruồi sản xuất ra nguyên liệu thô công nghiệp có giá trị.

Nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên tạp chí Sinh học truyền thông.

Tiến sĩ Kate Tepper, nhà sinh học tổng hợp, tác giả chính của bài báo và là Nghiên cứu viên sau tiến sĩ tại Khoa học sinh học ứng dụng, Đại học Macquarie.

Người ta ước tính có khoảng 40–70% chất thải hữu cơ toàn cầu được đưa đến bãi chôn lấp.

Tepper cho biết: “Việc chôn lấp rác thải hữu cơ tạo ra khoảng 5% lượng khí thải nhà kính toàn cầu hàng năm và chúng ta cần đưa con số này xuống 0%”.

Việc sử dụng côn trùng để sản xuất enzyme và lipid công nghiệp không được sử dụng trong chuỗi cung ứng thực phẩm sẽ mở rộng các loại chất thải hữu cơ có thể sử dụng, tăng thêm tiện ích cho chất thải hữu cơ cấp thấp.

Tiến sĩ Maciej Maselko, tác giả chính, người đứng đầu phòng thí nghiệm sinh học tổng hợp trên động vật tại Khoa Khoa học sinh học ứng dụng của Đại học Macquarie, cho biết: “Côn trùng sẽ là ranh giới tiếp theo cho các ứng dụng sinh học tổng hợp, giải quyết một số thách thức lớn về quản lý chất thải mà chúng ta chưa thể giải quyết bằng vi khuẩn”.

Vi khuẩn biến đổi gen cần môi trường vô trùng để ngăn ngừa ô nhiễm, cùng với nhiều nước và chất dinh dưỡng tinh chế. Ngược lại, “chúng ta có thể cho ruồi lính đen ăn trực tiếp, rác bẩn thay vì thức ăn đã được khử trùng hoặc chế biến kỹ lưỡng trước [trash]Maselko cho biết: “Khi chỉ cần cắt nhỏ thành những mảnh nhỏ hơn, ruồi lính đen sẽ tiêu thụ lượng lớn chất thải nhanh hơn nhiều so với vi khuẩn”.

Các nhà nghiên cứu cho rằng kỹ thuật di truyền có thể tận dụng cơ sở hạ tầng hiện có để nuôi ruồi lính đen quy mô lớn, đưa ruồi từ những nhà xử lý chất thải đơn giản lên nền tảng sản xuất sinh học công nghệ cao. Bài báo của họ kêu gọi các công cụ kỹ thuật di truyền tốt hơn cho các loài côn trùng chính.

Maselko cho biết: “Kiềm chế vật lý là một phần của một loạt các biện pháp bảo vệ. Chúng tôi cũng đang phát triển thêm các lớp kiềm chế di truyền để bất kỳ cá thể nào trốn thoát cũng không thể sinh sản hoặc sống sót trong tự nhiên”.

Việc thương mại hóa sản xuất sinh học từ ruồi lính đen hiện đang được tiến hành thông qua một công ty con của Đại học Macquarie, EntoZyme.

Tepper cho biết việc đưa côn trùng biến đổi gen vào sản xuất có tiềm năng không chỉ trong thị trường quản lý chất thải trị giá hàng tỷ đô la mà còn trong sản xuất nhiều loại đầu vào công nghiệp có giá trị cao.

Bà cho biết: “Khi có động lực kinh tế để triển khai các công nghệ bền vững, chẳng hạn như biến đổi côn trùng để thu được nhiều giá trị hơn từ các sản phẩm thải, điều đó sẽ giúp thúc đẩy quá trình chuyển đổi này nhanh hơn”.

Nguồn hình ảnh: iStock.com/Andrew Waugh