Les scientifiques ont construit de minuscules usines microbiennes à base de gouttelettes qui produisent de l'hydrogène, au lieu de l'oxygène, lorsqu'il est exposé à la lumière du jour dans l'air.

Les conclusions de l'équipe de recherche internationale basée à l'Université de Bristol et à l'Institut de technologie de Harbin en Chine, sont publiés aujourd'hui dans Communication Nature .

Normalement, les cellules d'algues fixent le dioxyde de carbone et produisent de l'oxygène par photosynthèse. L'étude a utilisé des gouttelettes sucrées remplies de cellules d'algues vivantes pour générer de l'hydrogène, plutôt que de l'oxygène, par photosynthèse.

L'hydrogène est potentiellement un carburant climatiquement neutre, offrant de nombreuses utilisations possibles en tant que future source d'énergie. Un inconvénient majeur est que la fabrication de l'hydrogène implique une grande consommation d'énergie, des alternatives vertes sont donc recherchées et cette découverte pourrait constituer un pas en avant important.

L'équipe, composé du professeur Stephen Mann et du Dr Mei Li de l'école de chimie de Bristol, ainsi que du professeur Xin Huang et de ses collègues du Harbin Institute of Technology en Chine, piégé une dizaine de milliers de cellules d'algues dans chaque gouttelette, qui ont ensuite été entassés par compression osmotique. En enfouissant les cellules profondément à l'intérieur des gouttelettes, les niveaux d'oxygène sont tombés à un niveau qui a activé des enzymes spéciales appelées hydrogénases qui ont détourné la voie photosynthétique normale pour produire de l'hydrogène. De cette façon, environ un quart de million d'usines microbiennes, généralement seulement un dixième de millimètre, peut être préparé dans un millilitre d'eau.

Pour augmenter le niveau de dégagement d'hydrogène, l'équipe a recouvert les micro-réacteurs vivants d'une fine coquille de bactéries, qui étaient capables de piéger l'oxygène et donc d'augmenter le nombre de cellules d'algues préparées pour l'activité hydrogénase.

Bien qu'encore à un stade précoce, le travail constitue une étape vers le développement de l'énergie verte photobiologique dans des conditions aérobies naturelles.

Professeur Stephen Mann, Co-directeur du Max Planck Bristol Centre for Minimal Biology à Bristol, a déclaré:"L'utilisation de simples gouttelettes comme vecteurs pour contrôler l'organisation des cellules d'algues et la photosynthèse dans des micro-espaces synthétiques offre une approche potentiellement inoffensive pour l'environnement de la production d'hydrogène que nous espérons développer dans de futurs travaux."

Le professeur Xin Huang de l'Institut de technologie de Harbin a ajouté :« Notre méthodologie est simple et devrait pouvoir être étendue sans nuire à la viabilité des cellules vivantes. Elle semble également flexible ; par exemple, nous avons récemment capturé un grand nombre de cellules de levure dans les gouttelettes et utilisé les réacteurs microbiens pour la production d'éthanol."