Depuis une décennie, Ron Milo et son équipe de scientifiques s'attèlent à créer une bactérie génétiquement modifiée qui pourrait utiliser le CO2 comme substrat énergétique principal. © ridvanarda, Adobe Stock
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Cette bactérie génétiquement modifiée mange du CO2

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Une souche de la très célèbre bactérie Escherichia coli (E. coli) a été modifiée génétiquement afin que son métabolisme se serve principalement du dioxyde de carbone (C02) pour vivre. 

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Les bactéries sont des organismes vivants qui, pour vivre et se multiplier, utilisent principalement des sucres tels que le glucose. À l'inverse, les plantes et certaines cyanobactéries tirent leur énergie de la lumière du soleil via la photosynthèse à des fins de fixation ou transformation du CO2. Les bactéries comme E. coli émettent le CO2 en tant que déchet mais leur génome est relativement facile à modifier. Depuis une décennie, Ron Milo, biologiste des systèmes à l'Institut scientifique Weizmann à Rehovot, en Israël, et son équipe de scientifiques s'attèlent à créer une bactérie génétiquement modifiée qui pourrait utiliser le CO2 comme substrat énergétique principal.

Une bactérie OGM 

C'est en 2016 que Ron Milo et son équipe ont publié un article scientifique relatant la création d'un souche capable de consommer du CO2 pour son métabolisme mais seulement en étant nourrie en même temps avec du pyruvate (le produit final de la glycolyse). Dans une nouvelle publication très récente, la même équipe a progressé. Elle est parvenue, grâce à plusieurs technologies d'ingénierie génétique, à créer une souche qui peut fonctionner uniquement grâce au CO2.

Pour cela, les expérimentateurs ont greffé à la bactérie des gènes propres aux organismes photosynthétiques. Comme cela n'était pas suffisant, ils ont cultivé des générations successives d’E. coli modifiées pendant un an en réduisant progressivement leur apport en glucose. En revanche, l'apport en CO2 était 250 fois plus important que la quantité qu'on peut espérer trouver dans l'atmosphère terrestre actuellement. Après environ 200 jours, les premières cellules capables d'utiliser le CO2 comme seule source de carbone ont émergé. Et après 300 jours, ces bactéries se sont développées plus rapidement dans les conditions de laboratoire que celles qui ne pouvaient pas consommer de CO2.

Cette souche bactérienne n'est pas encore capable de survivre et d'être utilisée au sein de l'atmosphère terrestre. © Paweł Horacy, Adobe Stock

Pas encore d'applications réelles

Cette souche, créée en laboratoire grâce à ces prouesses technico-scientifiques est encore à la traîne en ce qui concerne la multiplication comparé à une bactérie classique. En effet, il lui faut 18 heures pour se diviser et proliférer (contre 20 minutes pour une bactérie classique) dans un environnement chargé à 10 % de CO2 (alors que l'atmosphère terrestre contient actuellement 0,041 % de CO2). Pourtant, l'équipe de chercheurs espère créer dans les années à venir une bactérie capable de croître plus rapidement et de vivre avec moins de CO2.

Dans le futur, elle pourrait être exploitée pour fabriquer des molécules de carbone organique qui pourraient être utilisées comme biocarburants, ou pour produire des aliments. Les produits fabriqués de cette manière réduiraient les émissions par rapport aux méthodes de production conventionnelles. Un de leur pairs, Tobias Erb, biochimiste et biologiste à l'Institut Max-Planck de microbiologie terrestre de Marburg (Allemagne), qui n'a pas participé à l'étude, tout en saluant les efforts et la persévérance de cette équipe reste réaliste : « Il s'agit d'un document de preuve de concept. Il faudra quelques années avant de voir cet organisme appliqué. »

  • Des scientifiques ont réussi à créer une souche bactérienne d'Escherichia coli capable de tirer son énergie du CO2
  • Pour l'instant, la souche ne survit qu'en laboratoire, dans un milieu avec 10 % de CO2 dans l'air contre 0,041 % dans l'atmosphère terrestre actuelle. 
  • Les chercheurs veulent trouver des moyens de les faire vivre et croître avec moins de CO2 afin de créer des molécules de carbone organique « propre ». 
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