Les chercheurs ont copié la façon dont les organismes produisent des produits chimiques toxiques sans se blesser, ouvrant la voie à une production de produits chimiques et de carburants plus écologiques.

La nouvelle technique, mis au point par les scientifiques de l'Imperial College de Londres, pourrait réduire le besoin d'utiliser des combustibles fossiles pour créer des produits chimiques, plastiques, fibres et combustibles.

Actuellement, de nombreux produits chimiques utiles sont produits à partir de combustibles fossiles, qui nécessitent l'exploitation minière, sont en quantité limitée, et perturber le cycle du carbone. Une alternative consiste à fabriquer des micro-organismes comme Escherichia coli ( E. coli ) et les cyanobactéries pour produire de manière plus durable les produits chimiques directement à partir du dioxyde de carbone atmosphérique.

Cependant, bon nombre des produits chimiques qui peuvent être produits de cette manière sont toxiques pour les micro-organismes, réduisant leur capacité à fabriquer de grandes quantités de manière rentable.

Maintenant, en copiant la façon dont les organismes naturels traitent leurs propres produits chimiques toxiques, les chercheurs ont montré que les bactéries peuvent être programmées pour produire des produits chimiques sans nuire également à la croissance.

Ce concept pourrait être utilisé pour produire des produits chimiques utiles, les plastiques et même les carburants, ce qui pourrait encore réduire les besoins en combustibles fossiles et aider à minimiser le changement climatique. La nouvelle technique et une première preuve de concept sont publiées aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

Chercheur principal Dr Patrik Jones, du Département des sciences de la vie de l'Impériale, dit :« Nous avons regardé ce que la nature fait déjà, à son profit, et appliqué l'idée à la biotechnologie, pour notre bien."

Les organismes comme les plantes et les levures produisent parfois des produits chimiques qui leur sont toxiques, afin de les stocker en toute sécurité, ils apportent de petites modifications aux produits chimiques pour les rendre inoffensifs. Les produits chimiques qui en résultent sont appelés « dérivés », et peut être retourné à l'original, forme toxique par une chimie relativement simple.

L'équipe a repris cette idée et a utilisé le génie génétique pour programmer E. coli et des cyanobactéries pour fabriquer du 1-octanol, un produit chimique actuellement utilisé dans les parfums, qui est toxique pour les bactéries. Ils ont ensuite ajouté un ensemble supplémentaire d'instructions à E. coli il produirait donc deux dérivés différents du 1-octanol qui sont tous les deux moins nocifs.

Les chercheurs disent que si cela devait être étendu aux systèmes industriels, les bactéries modifiées produiraient le dérivé non toxique du 1-octanol, qui serait ensuite récupéré et retransformé chimiquement en 1-octanol, prêt à l'emploi.

L'équipe a découvert que leur système produisait du 1-octanol sans affecter la croissance des bactéries. Ils ont également découvert que le système produisait plus de 1-octanol qu'un système sans l'étape de dérivatisation, ce qu'ils pensent être lié au fait que le dérivé est non seulement moins toxique mais aussi plus soluble dans l'eau ou le solvant environnant.

Le Dr Jones a déclaré :« Un produit chimique plus soluble peut s'éloigner des cellules plus rapidement, où il est moins susceptible d'interférer avec l'un des processus de la bactérie."

Maintenant, l'équipe a montré le concept de création de dérivés à l'aide de micro-organismes programmés, ils veulent mettre en place un système complet, de la production du dérivé à la récupération du produit chimique souhaité.

Cela les aidera à affiner le processus, et potentiellement l'étendre pour une utilisation dans des environnements industriels.