Les ingénieurs métaboliques des systèmes KAIST ont défini une nouvelle stratégie pour la production de polyesters aromatiques microbiens fusionnés avec la biologie synthétique à partir de biomasse renouvelable. L'équipe du professeur distingué Sang Yup Lee du Département de génie chimique et biomoléculaire a produit des polyesters aromatiques à partir de souches d'Escherichia coli (E. coli) en appliquant une fermentation microbienne, utilisant la fermentation microbienne directe à partir d'hydrates de carbone renouvelables.

Il s'agit du premier rapport à déterminer une souche plate-forme d'E. coli modifiée capable de produire des polyesters aromatiques respectueux de l'environnement. Cette souche d'E. coli modifiée, si on le désire, a le potentiel d'être utilisé comme une souche plate-forme capable de produire divers polyesters aromatiques de grande valeur à partir de biomasse renouvelable. Cette recherche a été publiée dans Communication Nature le 8 janvier.

Classiquement, les polyesters aromatiques présentent une résistance solide et une stabilité thermique, de sorte qu'il y a eu un grand intérêt pour la production fermentative de polyesters aromatiques à partir de biomasse non alimentaire renouvelable, mais sans succès.

Cependant, les polyesters aromatiques ne sont fabriqués qu'en alimentant les cellules avec des monomères aromatiques correspondants comme substrats, et n'ont pas été produits par fermentation directe à partir d'hydrates de carbone renouvelables tels que le glucose.

Pour résoudre ce problème, l'équipe a prescrit la procédure détaillée pour la production de polyester aromatique en identifiant la CoA-transférase qui active les phénylalcanoates dans leurs dérivés de CoA correspondants. Dans ce processus, les chercheurs ont utilisé l'ingénierie métabolique d'E. coli pour produire des phénylalcanoates à partir du glucose sur la base d'une analyse des flux métaboliques à l'échelle du génome. En particulier, l'équipe KAIST a fait une modulation de l'expression des gènes pour produire divers polyesters aromatiques ayant différentes fractions de monomères.

L'équipe de recherche a réussi à produire des polyesters aromatiques, un polymère non naturel utilisant la stratégie qui combine l'ingénierie métabolique des systèmes et la biologie synthétique. Ils ont réussi la biosynthèse de divers types de polyesters aromatiques à travers le système, prouvant ainsi l'excellence technique du système biosynthétique respectueux de l'environnement de cette recherche. Par ailleurs, son équipe a également prouvé le potentiel d'élargissement de la gamme des polyesters aromatiques issus de ressources renouvelables, qui devrait jouer un rôle important dans l'industrie des bioplastiques.

Le professeur Lee a dit, « Une industrie chimique respectueuse de l'environnement et durable est l'agenda mondial clé auquel chaque nation est confrontée. Nous concentrons nos recherches sur une industrie biochimique exempte de dépendance pétrolière, et mener diverses activités de recherche pour aborder la question. Cette nouvelle technologie que nous présentons servira d'opportunité pour faire avancer l'industrie biochimique."