Des scientifiques qui étudient le système digestif d'un curieux crustacé xylophage ont découvert qu'il pourrait détenir la clé de la conversion durable du bois en biocarburant.

Les Gribble sont de petits invertébrés marins qui ont évolué pour jouer un rôle écologique important en mangeant les abondantes réserves de bois rejetées dans la mer par les estuaires des rivières.

Ils peuvent aussi être une sorte de menace marine, consommant le bois des bateaux et des jetées et causant des dommages considérables dans le processus.

Jusqu'à maintenant, la question de savoir comment les grignotines traversent la lignine - le revêtement hautement résistant qui enveloppe les polymères de sucre qui composent le bois - a été un mystère.

L'équipe de scientifiques, dirigé par l'Université de York, a étudié l'intestin postérieur du gribble, et a découvert que les hémocyanines, les mêmes protéines qui rendent le sang des invertébrés bleu, sont cruciales pour leur capacité à extraire les sucres du bois.

Cette découverte rapproche les chercheurs de l'identification d'outils moins chers et plus durables pour convertir le bois en combustible à faible teneur en carbone, une alternative prometteuse aux combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole.

Les hémocyanines sont un groupe de protéines mieux connues pour leur rôle dans le transport de l'oxygène chez les invertébrés d'une manière similaire à l'hémoglobine chez les animaux. Alors que l'hémoglobine lie l'oxygène par son association avec des atomes de fer, donnant au sang sa couleur rouge; les hémocyanines le font avec des atomes de cuivre produisant une couleur bleue.

L'oxygène est un produit chimique hautement réactif, et gribble ont exploité les capacités oxydatives des hémocyanines pour attaquer les liaisons lignine qui maintiennent le bois ensemble.

La recherche, qui a impliqué des équipes des universités de York, Portsmouth, Cambridge et São Paulo, a révélé que le traitement du bois avec des hémocyanines permet de libérer plus du double de la quantité de sucre, la même quantité qui peut être libérée avec les prétraitements thermochimiques coûteux et énergivores actuellement utilisés dans l'industrie.

Professeur Simon McQueen-Mason, du Département de biologie de l'Université de York, qui a dirigé l'équipe de recherche, a déclaré:"Gribble est le seul animal connu pour avoir un système digestif stérile. Cela rend leur méthode de digestion du bois plus facile à étudier que celle d'autres créatures consommatrices de bois telles que les termites, qui dépendent de milliers de microbes intestinaux pour faire la digestion à leur place."

"Nous avons découvert que Gribble mâche du bois en très petits morceaux avant d'utiliser des hémocyanines pour perturber la structure de la lignine. Enzymes GH7, le même groupe d'enzymes utilisé par les champignons pour décomposer le bois, sont alors capables de percer et de libérer des sucres."

Alors que la pression monte pour que des mesures mondiales soient prises contre le changement climatique, de nombreux pays tentent rapidement de décarboniser en passant à des sources d'énergie renouvelables telles que les biocarburants.

La biomasse végétale ligneuse est la ressource carbone renouvelable la plus abondante de la planète, et, contrairement à l'utilisation de cultures vivrières pour fabriquer des biocarburants, son utilisation n'entre pas en conflit avec la sécurité alimentaire mondiale.

Co-auteur de l'article, Professeur Neil Bruce, du Département de biologie, a déclaré :« À long terme, cette découverte pourrait être utile pour réduire la quantité d'énergie nécessaire au prétraitement du bois pour le convertir en biocarburant.

"L'effet rehaussant la cellulase de l'hémocyanine était équivalent à celui des prétraitements thermochimiques utilisés dans l'industrie pour permettre l'hydrolyse de la biomasse, suggérant de nouvelles options pour la production de biocarburants et de produits chimiques."

Auteur principal du rapport, Dr Katrin Besser, a ajouté "il est fascinant de voir comment la nature s'adapte aux défis et cette découverte ajoute à la preuve que les hémocyanines sont des protéines incroyablement polyvalentes et multifonctionnelles."