Au cours de plusieurs mois, des chercheurs israéliens ont créé des souches de la bactérie E coli. Ceux-ci utilisent du CO2 pour générer de l’énergie au lieu de composés organiques. Une telle réussite en biologie synthétique met en évidence l’incroyable plasticité du métabolisme bactérien. L’étude pourrait également constituer le cadre d’une future bioproduction climatiquement neutre.
Les bactéries E coli comme sources d'énergie
Le monde vivant est divisé en autotrophes et hétérotrophes. Les premiers convertissent le CO2 inorganique en biomasse, tandis que les secondscomposés organiquesconsommer. Les organismes autotrophes dominent la biomasse sur Terre et fournissent une grande partie de notre nourriture et de notre carburant. Une meilleure compréhension des principes de la croissance autotrophe et des méthodes permettant de l’améliorer est cruciale pour parvenir à la durabilité.
« Notre objectif principal était de créer une plateforme scientifique pratique pour améliorer la consommation de CO2. Cela peut aider à relever les défis associés à la production durable d’aliments et de carburants, ainsi qu’au réchauffement climatique causé par les émissions de CO2. C'est ce que dit l'auteur principal Ron Milo, biologiste des systèmes à l'Institut Weizmann des Sciences. « La transformation du carbonede bactéries coli, le cheval de bataille de la biotechnologie, du carbone organique au CO2, constitue une étape importante vers la construction d’une telle plateforme.
Un défi majeur en biologie synthétique était donc de générer une autotropie synthétique dans un organisme modèle hétérotrophe. Malgré un intérêt généralisé pour le stockage des énergies renouvelables et une production alimentaire plus durable, les efforts antérieurs visant à développer des organismes modèles hétérotrophes industriellement pertinents pour utiliser le CO2 comme seule source de carbone ont échoué. Les tentatives précédentes visant à établir une fixation cyclique autocatalytique du CO2 chez les hétérotrophes nécessitaient toujours l’ajout de composés organiques comportant plusieurs atomes de carbone pour obtenir une croissance stable.
De nouvelles perspectives pour la durabilité
"D'un point de vue scientifique fondamental, nous voulions savoir si un changement aussi fondamental dans le régime alimentaire des bactéries, passant du sucre à la synthèse de la totalité de leur biomasse à partir du CO2, est possible." C’est ce qu’affirme l’auteur Shmuel Gleizer, chercheur postdoctoral à l’Institut des sciences Weizmann. « Nous ne voulions pas seulement tester la faisabilité d’une telle transformation en laboratoire. "Nous devrions également savoir à quel point une adaptation est extrême en termes de modifications du modèle d'ADN bactérien."
Dans les travaux futurs, les chercheurs tenteront de fournir de l’énergie grâce à l’électricité renouvelable pour résoudre le problème des émissions de CO2. Cela leur permet également de déterminer si les conditions atmosphériques peuvent favoriser l’autotrophie. En conséquence, ces mutations les plus pertinentes pour la croissance autotrophe peuvent ensuite être réduites.
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