Les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique avancée et la microscopie à force atomique pour visualiser les interactions complexes entre les microbes et leur environnement. Ils ont découvert que les microbes, appelés cyanobactéries, captent la lumière du soleil à travers des structures spécialisées appelées carboxysomes et utilisent cette énergie pour transformer le CO2 en bioplastique.
"En visualisant le processus avec autant de détails, nous comprenons mieux comment ces micro-organismes convertissent la lumière du soleil et le CO2 en un matériau précieux", explique le Dr Sarah Richardson, auteur principal de l'étude. "Cette connaissance est essentielle pour optimiser et potentiellement augmenter la production de bioplastiques utilisant des cyanobactéries."
Les techniques d'imagerie ont révélé que les cyanobactéries forment des groupes, créant des microenvironnements qui améliorent leur capacité à convertir le CO2 en bioplastique. Ce comportement communautaire permet un partage efficace des ressources et une protection contre les facteurs de stress externes. Les chercheurs pensent que la compréhension et l’optimisation de ces groupes microbiens pourraient améliorer encore la production de bioplastique.
Le PHB, le bioplastique produit par les cyanobactéries, a un large éventail d'applications, des matériaux d'emballage aux pièces automobiles. Son caractère biodégradable et renouvelable en fait une alternative prometteuse aux plastiques conventionnels à base de pétrole.
"Notre étude met en évidence le potentiel d'exploitation du pouvoir de la nature pour convertir les déchets comme le CO2 en matériaux précieux", explique le professeur Robert Blankenship, co-auteur de l'étude. "En exploitant les capacités métaboliques des micro-organismes, nous pouvons explorer des approches innovantes pour relever des défis mondiaux tels que les émissions de carbone et la pollution plastique."
La capacité de visualiser et de comprendre les processus complexes exécutés par les microbes alimentés par l’énergie solaire peut ouvrir de nouvelles voies à la bio-ingénierie et à la biotechnologie. Les résultats de cette recherche contribuent au domaine croissant du développement durable des biomatériaux et donnent l’espoir d’un avenir plus respectueux de l’environnement.
