Des bactéries productrices d'hydrocarbures volatils
Publié par Adrien le 29/09/2019 à 08:00
Source: CEA

© S. Moulin et B. Legeret/CEA
Des chercheurs du CEA, du CNRS et d'Aix-Marseille Université ont montré que la bactérie modèle E. coli pouvait être modifiée génétiquement pour fabriquer en continu des hydrocarbures volatils grâce à une réaction photochimique. Ces hydrocarbures sont similaires à ceux trouvés dans l'essence et le kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du pétrole, il résulte...) et peuvent être facilement capturés sous une forme pure dans la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) gazeuse des cultures. Le procédé élimine donc les coûts de récolte, d'extraction des produits et de raffinage dans le cadre de cultures de microorganismes. Ces résultats font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) d'une publication le 23 septembre 2019 dans la revue Scientific Reports.

Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est...) de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (BIAM) ont montré qu'en introduisant, dans la bactérie modèle Escherichia coli (Escherichia coli, également appelé colibacille ou E. coli, est une bactérie intestinale des mammifères très commune chez l'être...), la combinaison (Une combinaison peut être :) de deux gènes, l'un codant pour une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et...) de plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des...), l'autre pour une photoenzyme de microalgue , on pouvait obtenir une culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) bactérienne qui produit en continu des quantités importantes d'hydrocarbures volatils. L'enzyme de plante permet de raccourcir les acides gras produits naturellement par la bactérie. La photoenzyme de microalgue permet, sous l'effet d'une faible lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) apportée à la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de...), une conversion efficace de ces acides gras raccourcis en hydrocarbures encore plus petits, donc plus volatils. Ces hydrocarbures ont tendance à sortir des cellules et peuvent donc être simplement capturés et concentrés à partir de la phase gazeuse des cultures. Ils ont en outre l'avantage d'être sous une forme très pure, ce qui limite la formation de particules fines lors de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.). La prochaine étape sera de transférer ce procédé à un microorganisme photosynthétique (microalgue ou cyanobactérie), c'est-à-dire à un microorganisme qui ne nécessitera plus d'ajout de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est...) dans le milieu de culture, contrairement à E.Coli, mais utilisera le CO2 atmosphérique comme source de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.).

L'utilisation de microorganismes pour produire des carburants est une voie prometteuse mais n'est pas encore économiquement viable du fait d'étapes très coûteuses: récolte de la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans...) (cellules), extraction des produits d'intérêt, transformation chimique en carburants et élimination des impuretés (raffinage). Le procédé décrit s'inscrit donc dans une stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) de réduction des coûts par production de molécules de type hydrocarbures qui sont directement utilisables comme carburants et qui sont plus facilement récupérables que d'autres composés qui ne sont pas volatils et doivent donc être extraits des cellules (par exemple les huiles de réserve). Les études de production d'hydrocarbures par des microorganismes qui avaient été menées jusqu'à présent s'étaient intéressées essentiellement aux hydrocarbures présents à l'intérieur des cellules et peu à ceux relâchés dans la phase gazeuse des cultures. Cette étude représente une avancée significative en apportant donc la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment...) que les hydrocarbures peuvent être récupérés en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) importante et sous forme très pure dans la phase gazeuse des cultures, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en faisant appel à une voie enzymatique utilisant l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) lumineuse (photoenzyme).

Références

Solène Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits...), Bertrand Légeret, Stéphanie Blangy, Damien Sorigué, Adrien Burlacot, Pascaline Auroy, Yonghua Li-Beisson, Gilles Peltier, Fred Beisson (2019). Continuous photoproduction of hydrocarbon drop-in fuel by microbial cell factories. Scientific reports 9, Article numéro 13713.
Page générée en 0.039 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique