La production de biocarburants à partir de la biomasse végétale est une source d'énergie très prometteuse, mais les chercheurs essaient de trouver des microbes qui dégradent facilement la lignine récalcitrante trouvée dans la biomasse végétale. Une récente analyse génomique et métabolomique complète d'une bactérie connue dégradant la lignine donne un aperçu de la façon dont cette dégradation est accomplie.

Parce que l'étape initiale de la fabrication de biocarburants à partir de matières végétales est la décomposition de la lignocellulose complexe en « éléments constitutifs plus faciles à gérer, " il est essentiel de comprendre comment la nature y parvient. Les résultats d'une nouvelle étude révèlent certains des outils de base utilisés par un microbe spécifique pour décomposer la lignocellulose. Ce travail donne un aperçu de la façon dont les processus industriels pourraient se dégrader pendant la production de biocarburants, et comment les processus secondaires tels que la production d'hydrogène pourraient également être exploités.

La biomasse lignocellulosique représente près de 90 pour cent du poids sec de la biomasse végétale totale, et est une composition de cellulose et de lignine. La lignine confère rigidité et résistance à la pourriture aux parois cellulaires du bois et de l'écorce. C'est un complexe, structure phénolique réticulée qui fait des biocarburants d'origine lignocellulosique une source prometteuse d'énergie alternative, à condition que le matériau récalcitrant puisse être dégradé et que les sous-produits toxiques puissent être gérés. Les espèces microbiennes qui se développent dans des environnements où le carbone est principalement disponible sous forme de lignine sont prometteuses pour trouver de nouvelles façons d'éliminer la lignine qui protège la cellulose pour une meilleure conversion de la lignine en précurseurs de carburant.

Une espèce candidate qui peut utiliser la lignine pour la croissance en l'absence d'oxygène est Enterobacter lignolyticus SCF1, une bactérie isolée du sol de la forêt tropicale humide. Une équipe de chercheurs de l'Université du Massachusetts, Amherst; Université Santa Maria de Valparaiso, Chili; et EMSL, le Laboratoire des sciences moléculaires de l'environnement a effectué une analyse de l'expression génique entière d'E.lignolyticus SCF1 en utilisant le séquençage de nouvelle génération pour l'analyse transcriptomique. Les expériences ont été menées sur des cellules cultivées en présence de lignine, avec des échantillons prélevés à trois moments différents au cours de la croissance. Les cultures avec lignine ont atteint deux fois la biomasse cellulaire que les cultures cultivées sans lignine, et dégradé 60 pour cent de la lignine disponible.

Un complément d'enzymes compatible avec la perturbation des structures chimiques présentes dans la lignine a été régulé à la hausse dans des conditions modifiées par la lignine. En outre, l'association de la production d'hydrogène avec la dégradation de la lignine suggère une valeur ajoutée possible à la dégradation de la lignine à l'avenir.