1, 3-butadiène produit à partir de bactéries. Crédit :Yokohama Rubber
L'empreinte environnementale future de l'industrie du pneu pourrait être considérablement réduite grâce à une nouvelle méthode respectueuse de l'environnement trouvée par quatre chercheurs de RIKEN qui exploite les bactéries pour fabriquer un produit chimique utilisé dans le caoutchouc synthétique.
Chaque année, les usines du monde entier produisent plus de 12 millions de tonnes métriques de produit chimique organique 1, 3-butadiène, qui est utilisé dans les pneus, adhésifs, mastics et autres produits en plastique et en caoutchouc. Ils le produisent par un procédé énergivore qui repose sur le pétrole, qui contribue au changement climatique.
Les scientifiques ont essayé pendant de nombreuses années de créer 1, 3-butadiène à partir de matières premières plus respectueuses de l'environnement en utilisant des microbes spécialement conçus. Mais personne n'avait réussi auparavant à transformer un sucre simple tel que le glucose en produit chimique en une seule étape facile.
Maintenant, en manipulant des bactéries pour convertir le glucose en 1, 3-butadiène, Yutaro Mori et ses trois collaborateurs, le tout au RIKEN Center for Sustainable Resource Science, ont conçu une approche durable de la production de caoutchouc et de plastique.
"Nous avons construit une nouvelle voie métabolique artificielle et produit 1, 3-butadiène directement à partir d'une source renouvelable-glucose, " dit Mori.
L'équipe RIKEN a réussi cet objectif longtemps recherché en se concentrant sur deux parties du processus de bioproduction. Ils ont d'abord conçu une enzyme bactérienne qui pourrait convertir un composé biologique qui peut être développé à partir du glucose en 1, 3-butadiène (Fig. 1). Les chercheurs ont ensuite modifié une souche de la bactérie Escherichia coli pour utiliser cette enzyme et produire le produit chimique. Depuis 1, Le 3-butadiène est un gaz à température ambiante, il peut être facilement capturé alors que les bactéries continuent de se diviser et de se développer.
Des chercheurs du RIKEN Center for Sustainable Resource Science ont conçu des microbes pour convertir le sucre en un produit chimique présent dans le caoutchouc synthétique. Crédit :Centre RIKEN pour la science des ressources durables
La technique a encore un peu de chemin à parcourir avant d'être prête pour le prime time industriel. L'équipe RIKEN n'a réussi à synthétiser qu'environ 2 grammes de 1, 3-butadiène par litre d'infusion microbienne. Des quantités beaucoup plus importantes seront nécessaires pour que la méthode soit compétitive par rapport à la production à base de pétrole.
Mais avec une ingénierie et une optimisation supplémentaires, Mori pense que son équipe y arrivera. Ils peaufinent maintenant davantage les voies métaboliques de la bactérie et améliorent l'efficacité de l'enzyme. En collaboration avec les sociétés Yokohama Rubber et Zeon Corporation, l'équipe RIKEN étend également le protocole pour travailler avec de plus grands volumes de microbes.
Les chercheurs explorent également des moyens d'exploiter le pouvoir des microbes pour produire d'autres produits chimiques à partir de ressources renouvelables. "Après avoir fait des recherches supplémentaires sur l'ingénierie enzymatique et l'ingénierie métabolique, J'espère que nous pourrons apporter une contribution substantielle à la réalisation d'une société à faible émission de carbone et d'une bioéconomie durable dans un avenir pas si lointain, " dit Mori.
