Une approche innovante pour la culture des micro-organismes

Des micro-organismes font équipe pour fabriquer des produits chimiques et du carburant

Les micro-organismes produisent une large gamme de composés chimiques intéressants pour l'industrie et la société, mais la difficulté est de faire passer la production à l'échelle industrielle. Une nouvelle méthode de culture simultanée de plusieurs microorganismes pourrait résoudre ce problème.

Les biotechnologies permettent de cultiver des organismes photosynthétiques pour fabriquer des produits chimiques et contribuer à répondre à la demande croissance en énergie en réduisant la dépendance envers les combustibles fossiles. L'un des problèmes majeurs est de réussir une production stable et à grande échelle. Le réseau de formation initiale créé grâce au projet PHOTO.COMM (Design & engineering of photosynthetic communities for industrial cultivation), soutenu par l'UE, préparera une nouvelle génération de chercheurs dans les biotechnologies photosynthétiques durables, capables de produire de l'énergie et des composés utiles.

12 chercheurs débutants et 2 chercheurs expérimentés ont été recrutés pour être ainsi formés dans la conception et l'ingénierie de communautés d'algues microscopiques et photosynthétiques, avec une échelle industrielle. Le projet a accordé autant d'importance à la formation comme directeur scientifique et comme entrepreneur, et compte avoir un impact important sur le bien-être socioéconomique en UE.

Les chercheurs ont appliqué une approche innovante, celle de réaliser des communautés fonctionnant en synergie. À ce jour, ils ont associé une algue eucaryote dépendante en vitamine B12, avec une bactérie hétérotrophe qui fournit cette vitamine et consomme les résultats de la photosynthèse de l'algue. Les scientifiques ont généré des modèles métaboliques à l'échelle du génome pour évaluer les gènes essentiels et ceux dont l'inhibition pourrait faciliter la production à grande échelle des composés voulus.

Par ailleurs, les chercheurs évalueront et modifieront des cyanobactéries fixatrices d'azote, pour les ajouter à la communauté. Ils analysent également des associations naturelles d'algues et de bactéries, via métagénomique, pour déterminer les interactions survenant dans la nature. Durant cette période de rapport, ils ont appliqué cette technique à des prélèvements de photobioréacteurs industriels.

La découverte d'acides ribonucléiques régulateurs pourrait conduire à obtenir la productivité requise pour une contribution réelle à l'échelle industrielle. Deux ont déjà été identifiés pour un usage potentiel.

Les chercheurs ont utilisé plusieurs techniques pour développer un nouveau processus de métatranscriptomique, afin d'étudier les populations microbiennes. Enfin, ils renforcent la fiabilité et l'adéquation de certaines cyanobactéries et algues pour les bioréacteurs. Ils ont reconnu l'importance de la phosphorylation et ont déjà introduit de nouvelles voies pour améliorer les paramètres de la photosynthèse.

L'approche de PHOTO.COMM devrait être la première à donner des solutions économiques et totalement biologiques de cultures stables, productives et à long terme. Elle pourrait apporter une contribution notable au bien-être économique et social en UE.

Pour plus d'information voir: projet PHOTO.COMM