Les bactéries et autres microbes peuvent pomper les éléments constitutifs des biocarburants. Malheureusement, obtenir des microbes pour produire suffisamment de blocs de construction, lipides, présente un défi de taille. Les microbes sont souvent en deçà de ce qu'ils pourraient théoriquement produire. Cette étude a examiné des variantes mutantes riches en lipides de Rhodobacter sphaeroides. Les scientifiques ont montré que la modification de l'enveloppe cellulaire bactérienne entraîne plus de lipides par rapport à la souche mère.

La connaissance des mécanismes qui limitent la production de lipides microbiens peut révéler de nouvelles stratégies pour augmenter le rendement lipidique. Le résultat? Viabilité économique accrue des alternatives aux carburants ou aux produits chimiques actuellement dérivés du pétrole.

Les lipides microbiens sont des substituts potentiels aux carburants et produits chimiques à base de pétrole; cependant, leur production est souvent en deçà du rendement théorique, et des stratégies d'amélioration sont nécessaires. Des chercheurs du Centre de recherche sur la bioénergie des Grands Lacs du département de l'Énergie des États-Unis (DOE); l'Université du Wisconsin-Madison; et le Laboratoire des sciences moléculaires de l'environnement (EMSL), une installation utilisateur du DOE Office of Science, se sont appuyés sur leurs recherches sur la production microbienne de lipides en examinant une nouvelle classe de mutants de Rhodobacter sphaeroides qui présentaient une accumulation accrue de lipides par rapport à la souche parentale. Les chercheurs ont utilisé le microscope électronique à cryotransmission FEI Tecnai T-12 et le microscope à fluorescence à super-résolution à illumination structurée à l'EMSL.

Ils ont déterminé que les profils de sensibilité chimique indiquaient que les mutants riches en lipides étaient sensibles aux médicaments qui ciblent l'enveloppe cellulaire. Ils ont également observé des changements dans la forme des cellules, suggérant que des altérations précédemment non décrites dans l'enveloppe cellulaire bactérienne pourraient être utilisées pour augmenter la production de lipides. Surtout, un sous-ensemble des mutants riches en lipides sécrète des lipides. Deux mutants ont accumulé environ 60 pour cent de leurs lipides totaux de manière extracellulaire, permettant potentiellement une récupération aisée d'un produit à partir d'un bioréacteur.

Lorsque l'une des souches les plus sécrétant des lipides a été cultivée dans un bioréacteur fed-batch, sa teneur en lipides était comparable à celle des microbes oléagineux, définis comme ceux accumulant 20 pour cent ou plus de leur poids de cellules sèches sous forme de lipides. La connaissance des mécanismes biologiques qui limitent la production de lipides peut éclairer de nouvelles stratégies de génie génétique et de croissance et permettre à cette classe importante de molécules d'être adoptées comme carburants ou produits chimiques à plus grande échelle.