Séquestration symbiotique du CO₂.
Une communauté microbienne issue de la bio-ingénierie travaille ensemble pour stocker le carbone
La photosynthèse est un système naturel précieux pour la séquestration du dioxyde de carbone. Toutefois, la simple formation de biomasse ne permet pas d'exploiter pleinement ce système. Une équipe de chercheurs chinois, dont l'étude est publiée dans la revue Angewandte Chemie, vient de créer par génie génétique une communauté microbienne qui pourrait servir de puits de carbone vivant. Dans cette communauté, le dioxyde de carbone est d'abord converti en sucre par photosynthèse, puis le sucre est transformé en produits chimiques utiles.
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© Wiley-VCH
Diverses souches bactériennes sont utilisées en biotechnologie pour produire des produits chimiques spécifiques. Par exemple, certaines souches génétiquement modifiées produisent de l'acide lactique, qui est à son tour utilisé pour produire le plastique biodégradable, l'acide polylactique (PLA). D'autres souches sont utilisées pour enrichir les précurseurs des biocarburants ou des produits pharmaceutiques. Cependant, comme les bactéries ont besoin d'énergie et de nutriments, la production bactérienne de produits chimiques est souvent inefficace.
En revanche, les organismes phototrophes produisent naturellement du sucre à partir de dioxyde de carbone, d'eau et de lumière solaire. Dans une communauté symbiotique, les bactéries productrices de produits chimiques pourraient donc théoriquement utiliser ce sucre comme nourriture, ce qui en ferait un puits de carbone potentiel tout en produisant des produits chimiques utiles. Cependant, de nombreux organismes photoautotrophes produisent du saccharose comme sucre stocké, le sucre exact que les bactéries issues de la bio-ingénierie ont du mal à consommer et à utiliser.
Dans cette optique, le groupe de recherche de Jun Ni, de l'université Jiao Tong de Shanghai (Chine), a effectué une recherche systématique de souches bactériennes candidates pouvant être modifiées par génie biologique, mais pouvant également se développer naturellement sur du saccharose. Ils ont trouvé ce qu'ils cherchaient dans une bactérie marine connue sous le nom de Vibrio natriegens: "Par chance, V. natriegens possède naturellement la voie complète de transport et de métabolisme du saccharose", révèlent les auteurs. En outre, V. natriegens peut être manipulé génétiquement et tolère le stress salin. Ceci est important car le sel stimule la production de saccharose par les cyanobactéries photosynthétiques, créant ainsi des processus qui se renforcent mutuellement.
L'équipe de recherche a ensuite utilisé ces connaissances pour produire un système modulaire intégré pour la séquestration duCO2 à partir de V. natriegens et de la cyanobactérie connue Synechococcus elongatus. Ils ont amélioré la production de sucre dans la cyanobactérie en utilisant le génie génétique, ainsi qu'en ajoutant des gènes à V. natriegens, ce qui a augmenté l'absorption du sucre et sa conversion en produits chimiques. Dans un processus d'une efficacité inattendue, l'équipe a observé que les cyanobactéries pouvaient emballer les nutriments dans des vésicules qui étaient ensuite excrétées. Les bactéries marines sont alors capables d'ingérer facilement ces vésicules.
L'équipe a produit quatre variantes de V. natriegens afin de produire de l'acide lactique, du butanediol pour la synthèse de biocarburants, ou de la coumarine et de la mélanine comme précurseurs de produits chimiques et pharmaceutiques. Les bactéries, en symbiose avec les cyanobactéries, ont produit les produits chimiques avec un bilan carbone négatif. "Ce système pourrait absorber plus de 20 tonnes de dioxyde de carbone par tonne de produit", rapporte l'équipe. Les auteurs considèrent que leurs résultats sont la preuve que les communautés microbiennes symbiotiques peuvent être utilisées comme des puits de carbone efficaces.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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