Des bactéries qui mangent du plastique pour produire du parfum

Chaque jour, des montagnes de bouteilles en plastique usagées sont jetées, mais des micro-organismes pourraient potentiellement résoudre ce problème. Des chercheurs rapportent maintenant qu’ils ont développé une souche d’E. coli capable de transformer efficacement les déchets de polyéthylène téréphtalate (PET) en acide adipique, un composant utilisé pour fabriquer des matériaux en nylon, des médicaments et des parfums.

Précédemment, une équipe de chercheurs de l’ACS Central Science, dont Stephen Wallace, avait modifié une souche d’E. coli pour transformer l’acide téréphtalique, principal composant des bouteilles plastiques (PET), en quelque chose de plus précieux : le composé aromatique de la vanille, la vanilline.

En parallèle, d’autres chercheurs ont modifié des micro-organismes pour métaboliser l’acide téréphtalique en une variété de petites molécules, dont des acides courts.

Une nouvelle approche

Stephen Wallace et une nouvelle équipe de l’Université d’Édimbourg ont voulu élargir les voies biosynthétiques d’E. coli pour inclure le métabolisme de l’acide téréphtalique en acide adipique, une matière première pour de nombreux produits du quotidien qui est généralement produite à partir de combustibles fossiles en utilisant des processus énergivores.

L’équipe a développé une nouvelle souche d’E. coli qui produisait des enzymes capables de transformer l’acide téréphtalique en composés tels que l’acide muconique et l’acide adipique. Ensuite, pour transformer l’acide muconique en acide adipique, ils ont utilisé un second type d’E. coli, qui produisait du gaz hydrogène, et un catalyseur au palladium.

Des résultats prometteurs

Dans leurs expériences, l’équipe a découvert que l’attachement des cellules microbiennes modifiées à des billes d’hydrogel d’alginate améliorait leur efficacité, et jusqu’à 79% de l’acide téréphtalique était converti en acide adipique.

En utilisant de véritables échantillons d’acide téréphtalique provenant d’une bouteille jetée et d’un revêtement prélevé sur des étiquettes d’emballage usagées, le système E. coli modifié a produit efficacement de l’acide adipique.

En synthèse

À l’avenir, les chercheurs envisagent de rechercher des voies pour synthétiser d’autres produits de plus grande valeur. Cette recherche pourrait contribuer à résoudre en partie le problème mondial des déchets plastiques.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que l’acide adipique et pourquoi est-il important ?

L’acide adipique est un composant utilisé pour fabriquer des matériaux en nylon, des médicaments et des parfums. Il est généralement produit à partir de combustibles fossiles en utilisant des processus énergivores.

Qu’est-ce que l’E. coli et comment a-t-il été modifié ?

L’E. coli est une bactérie que les chercheurs ont modifiée pour transformer l’acide téréphtalique, le principal composant des vieilles bouteilles en PET, en acide adipique.

Quelle est l’efficacité de cette nouvelle souche d’E. coli ?

Les chercheurs ont découvert que jusqu’à 79% de l’acide téréphtalique était converti en acide adipique par cette nouvelle souche d’E. coli.

Quels sont les avantages de cette recherche ?

Cette recherche pourrait contribuer à résoudre le problème mondial des déchets plastiques en transformant les déchets de PET en un composant utile pour de nombreux produits du quotidien.

Quels sont les plans futurs de cette recherche ?

À l’avenir, les chercheurs envisagent de rechercher des voies pour biosynthétiser d’autres produits de plus grande valeur.

La recherche a été financée par le Carnegie Trust for the Universities of Scotland, le Industrial Biotechnology Innovation Centre, une Future Leaders Fellowship de UK Research and Innovation, et une subvention pour la fabrication durable du Engineering and Physical Sciences Research Council.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.3c00414