Culture simple en laboratoire de cyanobactéries dans des tubes aérés. Crédit :Université de Tübingen
Les cyanobactéries produisent naturellement du plastique en tant que sous-produit de la photosynthèse, et elles le font de manière durable et respectueuse de l'environnement. Des chercheurs de l'université de Tübingen sont aujourd'hui parvenus pour la première fois à modifier le métabolisme de la bactérie pour produire ce plastique naturel en quantité permettant son utilisation industrielle. Ce nouveau plastique pourrait venir concurrencer les plastiques à base de pétrole nocifs pour l'environnement. Les chercheurs, dirigé par le professeur Karl Forchhammer de l'Institut interfacultaire de microbiologie et de médecine infectieuse, ont récemment présenté leurs conclusions dans plusieurs études parues dans des revues Usines de cellules microbiennes et PNAS .
"La pertinence industrielle de cette forme de bioplastique ne peut guère être surestimée, " dit Forchhammer. Environ 370 millions de tonnes de plastiques sont actuellement produites chaque année. Selon les prévisions, La production mondiale de plastique devrait encore augmenter de 40 % au cours de la prochaine décennie. D'un côté, le plastique peut être utilisé de diverses manières et est peu coûteux, par exemple comme emballage pour les aliments. D'autre part, c'est la cause de problèmes environnementaux croissants. De plus en plus de déchets plastiques finissent dans le milieu naturel, où il pollue les océans ou entre dans la chaîne alimentaire sous forme de microplastiques. Par ailleurs, le plastique est principalement fabriqué à partir de pétrole, qui libère du CO supplémentaire
Une solution à ces problèmes pourrait résider dans une souche de cyanobactéries aux propriétés surprenantes. Les cyanobactéries du genre Synechocystis produisent du polyhydroxybutyrate (PHB), une forme naturelle de plastique. Le PHB peut être utilisé de manière similaire au polypropylène plastique mais est rapidement dégradable dans l'environnement, ainsi que sans polluant. Cependant, la quantité produite par ces bactéries est généralement très faible. Le groupe de recherche de Tübingen a réussi à identifier un système de contrôle chez les bactéries qui limite le flux intracellulaire de carbone fixé vers le PHB. Après avoir supprimé le régulateur correspondant et mis en œuvre plusieurs autres modifications génétiques, la quantité de PHB produite par les bactéries a énormément augmenté et a finalement représenté plus de 80 pour cent de la masse totale de la cellule. « Nous avons créé de véritables bactéries plastiques, " dit le Dr Moritz Koch, premier auteur de l'étude publiée dans Usines de cellules microbiennes .
De plus grandes quantités de cyanobactéries peuvent être cultivées dans le photobioréacteur. Crédit :Université de Tübingen
Cyanobactéries, également appelées microalgues ou algues bleu-vert, sont parmi les acteurs les plus discrets mais les plus puissants de notre planète. Ce sont les algues bleu-vert qui ont créé notre atmosphère et la couche d'ozone nous protégeant des rayons UV grâce à la photosynthèse il y a environ 2,3 milliards d'années.
De nouvelles variantes montrent une production accrue de PHB. Crédit :Université de Tübingen
"Les cyanobactéries sont, en un sens, les champions cachés de notre planète, ", souligne Koch. "Cela souligne l'énorme potentiel de ces organismes." Puisque les bactéries bleu-vert n'ont besoin que d'eau, CO