Une percée en biologie synthétique permet une extraction du CO2 de l’air plus efficace que dans la nature

by | Jan 18, 2024 | Science et Tech

La recherche appliquée en biologie synthétique vise à concevoir ou à modifier des organismes pour accomplir des tâches spécifiques telles que la production de nouvelles substances. Récemment, une équipe de l’Institut Max-Planck en Allemagne a mis au point une méthode permettant de capturer les molécules de CO2 de l’air pour les transformer en d’autres molécules utiles, et ce avec un rendement plus efficace que celui de la photosynthèse.

L’un des principaux contributeurs au réchauffement climatique, le dioxyde de carbone (CO2), atteint des niveaux alarmants dans notre atmosphère. Face à cette urgence, la majorité des stratégies se concentrent sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, la capture du CO2 dans l’air est une solution intéressante, selon certains experts. Cette technique n’a rien d’exceptionnel, puisqu’elle est déjà appliquée sur des sites industriels à très fortes émissions de carbone. Elle consiste à utiliser un « aspirateur à CO2 » pour ensuite liquéfier le gaz avant de le confiner dans des réservoirs souterrains vides ou de le déverser dans des aquifères salins.

Mais dans le cadre d’une récente recherche, dont les détails ont été publiés dans la revue Nature, des scientifiques ont mis au point une approche bien différente : un cycle biochimique innovant capable de capturer le CO2 et de le convertir directement en une autre molécule. Comparée à la photosynthèse des plantes, cette méthode serait plus efficace.

Un processus biochimique innovant

Les scientifiques ont développé une méthode biochimique naturelle appelée « cycle THETA ». Le processus est composé d’une série d’étapes chimiques et biologiques conçues pour capturer et transformer le CO2 en un autre produit appelé acétyl-CoA. Il s’agit d’une molécule importante, impliquée dans plusieurs voies métaboliques et précurseur de nombreux biocarburants, matériaux et médicaments.

Le processus implique principalement 17 biocatalyseurs ainsi que deux enzymes, la crotonyl-CoA carboxylase/réductase et la phosphoénolpyruvate carboxylase. Ces dernières, extraites de bactéries, sont reconnues pour leur capacité à capturer rapidement le CO2. Par ailleurs, elles sont nettement plus efficaces par rapport à l’enzyme RuBisCO, impliquée dans la photosynthèse des plantes. Néanmoins, ces deux éléments ne sont pas naturellement présents ensemble dans les organismes vivants. Les scientifiques ont donc dû les combiner artificiellement pour mettre en place le cycle.

Pour élaborer le cycle biochimique THETA, l’équipe de recherche a initialement procédé à des essais en laboratoire, dans des tubes à essai. Leur système a permis de capturer deux molécules de CO2 de l’air et de les convertir en une seule molécule d’acétyl-CoA. Une fois le principe de fonctionnement du système confirmé, les chercheurs ont entrepris une série d’expériences visant à en optimiser l’efficacité. Leur but était d’augmenter significativement le rendement, soit la quantité d’acétyl-CoA produite à partir d’une quantité définie de CO2. Ils ont réussi à multiplier ce rendement par 100.

Une IA propose un modèle de batterie avec 70 % moins de lithium

L’étape suivante consistait à intégrer le cycle THETA dans des organismes vivants, en l’occurrence des bactéries E. coli. Ces dernières sont couramment utilisées en biologie synthétique en raison de la facilité de manipulation génétique. Face à la complexité du processus, qui comprend 17 étapes distinctes, les scientifiques ont scindé le cycle en trois modules séparés, chacun intégré à une cellule E. coli.

Bien que chaque module fonctionne bien individuellement, l’objectif ultime des chercheurs, à terme, est de combiner ces trois parties en un seul processus fluide qui soit en harmonie avec le métabolisme naturel d’E. coli. Cela nécessitera de synchroniser chaque étape du cycle avec les processus biologiques existants de la bactérie.

0 Comments

Laisser un Commentaire

Dernière édition

Le Xournal
Lire en ligne

Xournal Dimans

Le Xournal
Lire en ligne