Une bactérie et un champignon pour fabriquer du gasoil

Alors que les agrocarburants sont vivement critiqués, l'enjeu des scientifiques est désormais de produire de l'énergieénergie sans empiéter sur la filière agricole, ni altérer la santé des écosystèmes car on reproche même aux bioéthanol et au biodiesel de ne pas être verts. Un récent rapport de l’Agence européenne pour l’environnement a en effet jugé très sévèrement ces agrocarburantsagrocarburants : ils entrent en concurrence avec la filière alimentaire et globalement, il se pourrait bien qu'ils ne soient finalement pas bénéfiques pour l’environnement.

D'où la nécessité de trouver des agrocarburants qui n'utilisent que des déchets végétaux ne servant à rien en utilisant par exemple, la capacité de certains êtres vivants, bactériebactérie et champignon, à transformer de simples sucressucres en une moléculemolécule à potentiel fort pour servir de carburant.

Des terpènes pour faire du gasoil

Dans cette optique, il se pourrait qu'une équipe de scientifiques américains du Joint BioEnergy Institute ait trouvé une solution. En modifiant un champignon et une bactérie, ces chercheurs réussissent à produire des quantités importantes de bisabolane, un composé qui peut remplacer le gasoil. Leurs résultats sont présentés dans Nature Communications.

Ils ont d'abord identifié le bisabolane comme alternative au gasoil. Cette molécule (C₁₅H₃₀), un alcane, est formée par son précurseur, le bisabolène, un terpèneterpène de la famille des sesquiterpènes (C₁₅H₂₄), via une hydrogénationhydrogénation (gain d'atomesatomes d'hydrogèneshydrogènes). Ces terpènes sont également synthétisés par les plantes, mais avec des rendements beaucoup plus faibles. Selon les auteurs de l'article, utiliser des organismes modifiés est le moyen le plus efficace et le moins coûteux pour en produire en grande quantité.

Schéma de synthèse du bisabolane. Le bisabolène est formé à partir de sucres, via la transformation en acétyl-CoA et en FPP. Puis on réalise une hydrogénation pour obtenir du bisabolane : les doubles liaisons entre atomes de carbone sont remplacées par des liaisons simples quand le carbone se lie à un hydrogène. © Peralta-Yahya et al. 2011 - Nature Communications

Les scientifiques ont ainsi transformé une bactérie (la célèbre Escherichia coliEscherichia coli) et un champignon (Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae, la levure de bière) afin qu'ils produisent en abondance des molécules de bisabolène. Pour cela, les biologistes ont sélectionné une enzymeenzyme permettant la production à haut rendement de bisabolène à partir de farnésyl diphosphate (FPP).

Augmentation de l'expression des gènes

Puis ils ont modifié génétiquement la bactérie et le champignon, afin d'induire un renforcement de l'expression des gènes codant pour les enzymes impliquées dans la synthèse de FFP. Ils sont ainsi parvenus à augmenter le rendement de chacune des étapes de transformation, menant à la synthèse des terpènes.

Il en résulte un substitut du gasoil... Pour les auteurs, il est particulièrement important de travailler sur du biodiesel plutôt que sur du bioéthanol. En effet, le biodiesel est un substitut direct des autres carburants non verts et ne nécessite pas la création, en parallèle, de nouveaux moteurs adaptés.

Le prochain objectif des chercheurs est de remplacer l'hydrogénation chimique par une transformation enzymatiqueenzymatique, en dotant S. cerevisiae et E. coli d'une alkène réductase.