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La génétique au secours des biocarburants

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Des chercheurs américains du Bioenergy Science Center viennent de publier une étude dans la revue Proceedings of the National Academy of Science : leurs travaux les conduit à découvrir une bactérie anaérobique; le Clostridium thermocellum ; qui a la capacité d’extraire la cellulose des composés végétaux mais également de la transformer en éthanol.

Les problématiques des biocarburants

Les enjeux qui entourent la production des biocarburants sont majeurs d’un point de vue économique, social et surtout, environnemental. Les exigences sont également extrêmes : un bilan carbone obligatoirement inférieur à celui des énergies fossiles en phase de production et de consommation, mais aussi un recours aux matières végétales suffisamment restreint pour ne pas toucher à l’équilibre de la filière alimentaire.

Parmi les biocarburants se trouve le bioéthanol, c’est-à-dire un biocarburant à base d’éthanol. Afin de respecter la filière alimentaire, les chercheurs sont parvenus à produire du bioéthanol seconde génération, qui se caractérise par un recours aux matières végétales non utilisées dans les productions alimentaires. Pour ce faire, on exploite la cellulose au lieu du saccharose et de l’amidon.

Malheureusement, les techniques actuelles ne permettent pas de produire suffisamment de bioéthanol seconde génération. Seule l’utilisation d’un grand nombre d’enzymes permettait en effet d’augmenter la production d’éthanol mais engendrait une hausse des coûts et des temps de production.

La bactérie Clostridium thermocellum

Tout l’intérêt de cette bactérie est de permettre une extraction de la cellulose des matières végétales ainsi que sa transformation en éthanol : là où une succession d’enzymes était nécessaire, une seule bactérie intervient, et réalise deux opérations : sa découverte et son emploi représente donc un gain de temps et de coût tout à fait significatif.

Malheureusement, à l’état naturel, le Clostridium thermocellum a développé une résistance à l’éthanol : plus la concentration en éthanol dans son environnement s’accroit, plus son rendement diminue.

L’intervention des chercheurs

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Représentation de la protéine formée à partir du gène mutant (Brown et al., 2011)

Les chercheurs du Bioenergy Science Center, sous la direction du docteur Steven Brown, ont donc entrepris de limiter cette résistance à l’éthanol. Pour ce faire, ils ont comparé le génome du Clostridium thermocellum, à celui d’une bactérie non résistante à l’éthanol. Cette comparaison leur a ainsi permis d’identifier le gène responsable de la résistance à l’éthanol.

Ce gène mutant serait donc capable de produire une protéine susceptible de réduire la résistance de la bactérie à l’éthanol, lui permettant ainsi de poursuivre son procédé d’extraction et de transformation de la cellulose en éthanol au même rendement.

L’exploitation industrielle qui pourrait en découler constituerait sans aucun doute, une avancée significative dans le développement des biocarburants.

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