Les couleurs de nos vêtements, de nos cosmétiques, de nos meubles et de toutes sortes d’objets qui nous entourent sont presque toutes basées sur le pétrole brut, ce qui les rend loin d’être innocentes pour l’environnement. Des chercheurs de l’université de Copenhague se sont associés à la société danoise Octarine Bio pour créer de nouveaux types de pigments durables. Ensemble, ils vont déplacer les méthodes de production de couleurs propres à la nature dans des cuves de levure. En prime, nous aurons accès à des couleurs dotées de puissantes propriétés antibactériennes.
Vous êtes-vous déjà demandé d’où venait le bleu de vos jeans ? Ou les nuances de rose de votre trousse de maquillage ? Ou la peinture de votre vélo ?
L’industrie des couleurs est un colosse, avec des dizaines de milliards de dollars de revenus annuels. Dans 99 % des cas, les couleurs des créations humaines sont produites de manière synthétique. La plupart d’entre elles sont basées sur le pétrole brut et créées selon des processus extraordinairement nocifs pour l’environnement.
Les pigments naturels utilisés aujourd’hui ne sont pas non plus sans problèmes. Parce qu’ils sont extraits de plantes, d’arbres et d’insectes, une quantité importante d’espace et de ressources naturelles est nécessaire pour satisfaire la demande du marché. En outre, le nombre de nuances de couleurs que l’on trouve dans la nature est limité.
Mais il existe peut-être un moyen plus intelligent et beaucoup plus durable pour nous, les humains, de nous procurer une palette de couleurs complète. Des chercheurs de l’université de Copenhague, la professeure adjointe Elizabeth H.J. Neilson et la doctorante Annette Munch Nielsen, ont entrepris d’étudier cette question avec la société danoise Octarine Bio.
« Si, au lieu d’utiliser du pétrole brut ou d’exploiter de grandes étendues de terre, nous pouvons imiter la façon dont la nature fabrique les couleurs, nous pourrions ouvrir la voie à une industrie des couleurs beaucoup plus durable. C’est ce à quoi nous nous sommes attelés. Nous voulons développer des pigments biosourcés d’une nouvelle manière, à savoir en transférant la production de couleurs dans la nature dans des cuves de levure« , explique Elizabeth H.J. Neilson, du département des sciences végétales et environnementales.
Leur plan pour imiter la nature
Les plantes sauvages, les bactéries et d’autres organismes produisent un énorme éventail de composés chimiques qui, entre autres, permettent de créer certaines couleurs. Dans la nature, ce processus se déroule généralement assez lentement. Pour l’accélérer, l’idée est de transférer la production des composés à un autre type d’organisme vivant.
« Nous pouvons imiter la nature en introduisant certaines enzymes de plantes ou de micro-organismes dans la levure. La levure agira alors comme un organisme hôte pour la formation de ces composés. Avec la levure comme hôte, nous pouvons produire le produit chimique plus efficacement et donc en plus grande quantité que s’il était dans les plantes », explique Elizabeth H. J. Neilson.
L’autre grand avantage est qu’il est facile de cultiver la levure à grande échelle.
« Au lieu de planter des hectares d’arbres, nous pouvons simplement mettre la levure dans une grande cuve de fermentation. C’est là que la levure produira la substance, qu’il sera ensuite assez facile d’extraire. Nous savons que cela fonctionne, le défi consiste à faire en sorte que le processus biologique soit suffisamment efficace pour permettre une production à grande échelle« , explique Nick Milne, directeur scientifique et cofondateur d’Octarine Bio, une importante société danoise de plateformes de biologie synthétique.
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Il nous manque le violet, le rose et le bleu
La deuxième phase du projet consiste à manipuler le processus de biosynthèse afin de produire de nouveaux composés pour former de nouvelles nuances de couleurs.
Alors que la nature regorge de tons rouges, jaunes et verts, de nombreuses couleurs que nous utilisons dans les produits quotidiens sont rares. C’est particulièrement vrai en ce qui concerne les nuances de violet, de rose et de bleu.
« Il existe un grand vide sur le marché des pigments naturels. Le problème spécifique auquel nous voulons nous attaquer est donc le suivant : Comment créer des couleurs naturelles, mais de manière durable, qui s’inscrivent également dans un spectre de couleurs qui n’est pas facile à trouver dans la nature. Les composés chimiques avec lesquels nous allons travailler répondent à ces trois critères et peuvent être facilement intégrés dans notre processus de fabrication existant par fermentation de tryptamine« , explique M. Milne.
Des couleurs multifonctionnelles
En fin de compte, l’objectif n’est pas seulement de fabriquer des pigments, mais de produire des couleurs dites bioactives, c’est-à-dire des couleurs aux fonctions multiples. Les composés de la nature avec lesquels le projet va travailler sont dérivés de la substance tryptamine. Ces composés possèdent toute une série de propriétés supplémentaires, outre leur capacité à créer des couleurs. Entre autres, ils sont antibactériens, antiviraux et peuvent même combattre le cancer.
« La nature intègre de nombreuses fonctions intelligentes dans ces composés chimiques utilisés par les organismes pour survivre. Si notre projet réussit, les humains pourront exploiter certaines de ces mêmes propriétés utiles », explique Elizabeth H. J. Neilson, dont les recherches visent à comprendre exactement comment ces substances sont produites et pourquoi elles fonctionnent comme elles le font.
Et Nick Milne d’ajouter : « Imaginez par exemple un vêtement de sport teint de manière écologique et en même temps antibactérien. Mais il existe également une multitude d’applications commerciales dans les secteurs pharmaceutique et alimentaire. »
Le projet, qui s’étendra sur les trois prochaines années, est soutenu par une bourse de doctorat industriel du Fonds danois pour l’innovation.
La collaboration entre l'Université de Copenhague et Octarine Bio est un projet de doctorat soutenu par le Fonds d'innovation du Danemark.
La société danoise Octarine Bio est spécialisée dans l'utilisation de la biologie synthétique pour développer des molécules destinées notamment à l'industrie pharmaceutique.« Les souches de levure et les pigments avec lesquels le projet travaille. » Crédit / illustration : Octarine Bio
