16/05/2011 - Principaux progrès réalisés dans la mise au point de biocarburants à partir de microbes

Menéame

Un groupe d’ingénieurs et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory et du Joint BioEnergy Institute (JBEI), organismes du Département de l’énergie des États-Unis, ont réalisé des progrès importants dans le domaine de la production de biocarburants par microbes. La méthodologie mise au point permet de réduire considérablement la toxicité des biocarburants pour les microbes, ce qui permet d’accroître sensiblement la productivité. Pour Pablo Javier Piacente.

Des spécialistes américains ont franchi une étape importante dans le développement des biocarburants par des microbes, en réduisant considérablement la toxicité des composés utilisés pour les microbes. Cette approche innovante permettra une forte augmentation de la productivité de ce type de projets énergétiques.

On sait que les biocarburants produits à partir de diverses espèces végétales et de déchets agricoles pourraient devenir l’un des substituts les plus efficaces de l’essence et d’autres combustibles fossiles. Bien que certains points négatifs aient également été mis en doute quant à leur caractère durable, on ne saurait ignorer qu’ils constituent aujourd ’ hui une des sorties possibles de la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles.

De même, le développement des biocarburants par l’activité pétrochimique est un autre aspect étudié ces dernières années. Toutefois, jusqu ' à présent, cette possibilité était fortement tributaire en termes de productivité: une grande partie des composés utilisés dans la production étaient toxiques pour les microbes, caractéristique qui réduisait fortement les niveaux de production.

La recherche susmentionnée a permis de développer les conditions permettant d’atténuer la toxicité des biocarburants chez E. coli et d’autres micro-organismes, ouvrant la voie à une plus grande productivité. C’est ce qu’édictent un communiqué de presse du Lawrence Berkeley National Laboratory et un article du média spécialisé Moléculaire Systems Biology.

Microbes résistants

Selon Aindrila Mukhopadhyay, l’un des spécialistes responsables de la recherche, l’avancement a été obtenu à partir du travail avec toutes les données disponibles de la séquence du génome des micro-organismes, avec lesquels a été généré une "bibliothèque" de gènes capables de générer une stratégie simple mais efficace pour atténuer la toxicité des composés dans E. coli. Ainsi, la production de biocarburants a été améliorée.

Cette nouvelle approche a déjà permis au Joint BioEnergy Institute (JBEI) et dans d’autres centres de recherche de concevoir des systèmes utilisant des micro-organismes tels que E. coli, pour produire des biocarburants avancés d’une manière rentable. Ces carburants peuvent remplacer l’essence et sont actuellement utilisés dans différentes infrastructures et moteurs.

Ces nouveaux biocarburants, produits à partir de composés de la chaîne de carbone ramifiée, seraient également supérieurs au biodiesel actuellement utilisé, qui est produit à partir d’esters d’acides gras linéaires. L’une de ses applications les plus efficaces serait de l’essence pour avions.

La solution: pompes à éfluer

Bien que les voies de biosynthèse pour la production de ces composés de carbone dans les microbes aient été identifiées, la toxicité des produits appliqués porte directement atteinte à la productivité. Pour que la production de biocombustibles microbiens soit rentable, il est nécessaire de développer des souches de microbes résistant au stress et à la toxicité.

Les microbes utilisent diverses stratégies pour faire face à la toxicité cellulaire, mais la solution la plus efficace est peut-être celle que l’on appelle les pompes à effluent, protéines situées dans la membrane péniplasmatique dont la fonction est de transporter les substances toxiques hors de la cellule. Toutefois, jusqu'à présent, son efficacité dans le domaine des biocarburants n’avait pas été démontrée.

En classant l’ensemble des pompes à effusion, les chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory et du Joint BioEnergy Institute ont réussi à sélectionner un sous-ensemble très efficace pour son application dans le développement des biocarburants.

Selon Mukhopadhyay, l’équipe s’est spécifiquement concentrée sur la " bombe borkumensis A ." Les microbes auxquels la pompe à éfluent indiquée a été appliquée ont produit une quantité significativement plus importante de limonène que ceux qui n’avaient pas la pompe.

En plus d’accroître la tolérance des microbes aux biocarburants exogènes, le nouveau mécanisme améliore considérablement la performance globale du système de production. Grâce à ce succès, Mukhopadhyay et ses collaborateurs ont commencé à évaluer les pompes à écoulement dans d’autres composés importants, ce qui pourrait déboucher sur de nouvelles applications importantes.

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