ปลวก ศัตรูของบ้านทุกๆหลัง อาจกลายเป็นฮีโร่ที่พาเราไปสู่ยุคของพลังงานชีวภาพได้

เอนไซม์ที่ถูกหลั่งออกมาจากปลวกและออกมาจากจุลชีวันที่อาศัยอยู่ในกะเพาะของปลวกสามารถช่วยกำจัดหรือย่อยส่วนของพืชที่ทานไม่ได้ เช่น ฟางและไม้ ให้กลายเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเอทานอลได้

“วิวัฒนาการนับล้านๆปีทำให้ปลวกและจุลชีวันที่อาศัยอยู่ในกะเพราะของปลวก (ปลวกและจุลชีวันเป็นคู่ร่วมสัมพันธ์ในแบบพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน หรือที่เรียกว่า symbiotic relationship) สามารถเปลี่ยนให้ไม้กลายเป็นโมเลกุลน้ำตาลได้” ผศ.Scharf กล่าว

ผศ.Scharf ผู้ทำการวิจัยชิ้นนี้ เป็นอาจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Florida, Gainesville โดยทำการวิจัยชิ้นนี้ร่วมกับนายAurélien Tartar

กระบวนการผลิตเอทานอลในปัจจุบันต้องใช้พืชอาหารมาเป็นวัตถุดิบ เช่นแป้งจากข้าวโพด น้ำตาลจากอ้อย วัตถุดิบเหล่านี้เป็นโมเลกุลน้ำตาลที่สามารถถูกย่อยสลายให้กลายเป็นเอทานอลได้ง่าย แต่ก็จะเป็นการไปแย่งพืชจากตลาดอาหาร ผลักดันให้ราคาอาหารสูงขี้น

ส่วนของพืชที่ไม่ใช่อาหารก็มีโมเลกุลน้ำตาลเหมือนกัน มีจำนวนมากด้วย แต่เป็นโมเลกุลที่ถูกเก็บไว้ในสารประกอบโครงสร้างซับซ้อน ยากที่จะนำมาย่อยให้เป็นเอทานอล วัตถุโครงสร้างซับซ้อนนี้คือ เซลลูโลส (lignocellulose) ซึ่งทำหน้าที่เป็นผนังเซลล์ให้กับเซลล์พืช

การจะเปลี่ยนเซลลูโลสให้เป็นโมเลกุลน้ำตาลเล็กๆไม่ใช่เรื่องง่าย มี2วิธีที่นักวิทยาศาสตร์รู้ วิธีแรกคือการให้ความร้อนกับเซลลูโลสในภาวะที่เป็นกรดหรือด่าง และตามด้วยการย่อยด้วยเอนไซม์หลากหลายชนิด วิธีที่สองคือการโม่เซลลูโลสแล้วย่อยด้วยเอมไซม์หลากหลายชนิดต่อ

แต่สำหรับปลวกตัวน้อยๆ เรื่องนี้ดูจะเป็นเรื่องจิ๊บจ๊อยสำหรับพวกมัน ปลวกใช้วิธีที่สอง (โม่แล้วย่อย) ในการย่อยเซลลูโลสให้เป็นโมเลกุลน้ำตาล ปลวกโม่เซลลูโลสด้วยการเคี้ยวของเขี้ยว แล้วย่อยด้วยเอนไซม์ที่ทั้งตัวมันเองและจุลชีวันในตัวของมันหลั่งออกมา

ผศ.Scharf และนาย Aurélien Tartar เป็นหนึ่งในไม่กี่ทีมที่ศึกษาหัวข้อวิจัยหัวข้อนี้ ซึ่งนับว่าเป็นหัวข้อที่ยาก เพราะขนาดของกะเพราะปลวกเล็กมาก และการวิเคราะห์สารที่อยู่ในกะเพราะของมันก็ไม่ใช่เรื่องง่าย

ทีมวิจัยเล็งการศึกษาไปที่ Digestome หรือยีนส์เฉพาะที่ผลิตเอนไซม์พิเศษนี้ของปลวกและจุลชีวัน หลังจากใช้เทคนิค proteomics (การแปลความหมายจากยีนสู่โปรตีน) และ genomics (การศึกษาและค้นหาลำดับของDNA) นักวิจัยทั้งสองสามารถจำแนกแยกแยะเอนไซม์ที่ย่อยเซลลูโลสออกมาได้

การวิจัยได้หลักฐานเบื้องต้นที่ชัดเจนออกมาว่า เอนไซม์ของปลวกและเอนไซม์ของจุลชีวันมีแนวโน้มที่จะทำงานร่วมกันในการย่อยเซลลูโลส โดยเอนไซม์ของปลวกจะย่อยเซลลูโลสให้กลายเป็นโมเลกุลน้ำตาลใหญ่ๆก่อน แล้วส่งให้เอนไซม์ของจุลชีวันย่อยต่อจนกลายเป็นโมเลกุลน้ำตาลเล็กๆ ซึ่งพร้อมที่จะถูกนำไปผลิตเป็นเอทานอล

แต่นี่เป็นเพียงแค่การเริ่มต้นเท่านั้น “จากจุดนี้ มีหลายทางเปิดกว้างทให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาต่อไปได้”ผศ.Scharfกล่าว “เริ่มแรกเลยคือ การผลิตเอนไซม์พิเศษนี้และการทดลองเอนไซม์แต่ละตัวเพื่อวัดความสามารถในการย่อยเซลลูโลส เมื่อเราค้นพบเอนไซม์ตัวที่มีบทบาทสำคัญ เราก็สามารถนำมันมาทดลองเพื่อหากลุ่มเอนไซม์(combination) ที่ดีที่สุด แล้วก็นำไปทดลองกับวัตถุดิบตั้งต้นที่ต่างกัน เราอาจจะค้นพบวัตถุดิบทางเลือกที่เราไม่เคยคิดที่จะนำมันมาผลิตพลังงานมาก่อนเลยก็เป็นได้”

โอกาสยังเปิดกว้างขึ้นไปอีก เนื่องจากยังมีแมลงจำพวกด้วง และ แมลงวันบางสายพันธุ์ที่สามารถกำจัดหรือย่อยเซลลูโลสตามธรรมชาติได้

แหล่งข่าว: Wiley – Blackwell

Digesting The Termite Digestome: A Way To Make Biofuels?

ScienceDaily 24 October 2008

http://www.sciencedaily.com­ /releases/2008/10/081021190648.htm