Les algues extrêmophiles qui prospèrent dans les sources chaudes acides pourraient être des partenaires industriels idéaux pour soutenir une fabrication durable. Ces espèces robustes et polyvalentes peuvent être cultivées à l’obscurité, nourries avec une large gamme de déchets organiques, et sont particulièrement productives lorsqu’elles sont cultivées dans un environnement enrichi en CO 2 , comme l’ont montré des chercheurs de KAUST.
Mauricio Lopez-Portillo Masson, un doctorant du laboratoire de Kyle Lauersen, qui a dirigé la recherche, affirme : « L’évolution de Galdieria dans les bassins volcaniques chauds et corrosifs l’a équipée pour coloniser de nouveaux habitats que peu d’autres organismes peuvent supporter. » Il ajoute : « On peut trouver Galdieria sur des sites de déchets industriels présentant des gaz dissous élevés, des températures élevées et des conditions acides, en plus de leurs sources chaudes natives. »
Lauersen explique : « Résiliente et métaboliquement flexible, Galdieria peut basculer entre la photosynthèse et l’alimentation sur du glucose ou d’autres molécules organiques pour répondre à ses besoins énergétiques, ce qui a suscité l’intérêt industriel. »
En grandissant, Galdieria produit un mélange riche et équilibré d’acides aminés essentiels, suggérant un potentiel en tant que nouvel aliment ou alimentation animale de haute qualité. L’algue produit également un pigment bleu appelé phycocyanine, avec des applications en tant que colorant alimentaire bleu naturel, ingrédient cosmétique et nutraceutique antioxydant.
Comme l’environnement naturel de Galdieria se trouve dans les sources chaudes acides, sa phycocyanine est stable à la chaleur et à l’acide, et donc bien adaptée à la pasteurisation industrielle des aliments ou à la production de cosmétiques. Lauersen déclare : « Parce que Galdieria peut consommer de nombreuses sources de carbone et peut être cultivée dans des fermenteurs comme ceux utilisés pour le brassage, l’objectif à long terme du domaine est d’utiliser Galdieria pour transformer du sucre ou d’autres carbones organiques en ce précieux pigment bleu. »
En collaboration avec Peter Lammers de l’Arizona State University, l’équipe a identifié une souche de Galdieria du parc national de Yellowstone, Galdieria yellowstonensis, qui produit de manière fiable des pigments photosynthétiques, y compris la phycocyanine, même lorsqu’elle est nourrie avec un régime à base de glucose. L’étape suivante était de trouver les conditions idéales pour cultiver ces microbes inhabituels à grande échelle.
Lors du criblage des conditions potentielles, l’équipe a découvert qu’enrichir le fermenteur en CO₂ stimulait significativement la croissance de Galdieria. Ce résultat pourrait être attendu lorsque l’algue est cultivée à la lumière et consomme du CO₂ pendant la photosynthèse, mais l’équipe a enregistré le même boost même lorsque Galdieria était cultivée sur du glucose à l’obscurité.
En travaillant avec Michael Fox et les Core Labs de KAUST, l’équipe a utilisé des mesures d’isotopes stables pour confirmer que le CO₂ agit comme un déclencheur, plutôt que d’être incorporé dans la biomasse de l’algue. Lopez-Portillo Masson suggère que ces conditions de croissance pourraient ressembler à l’environnement riche en CO₂ des sources hydrothermales où l’espèce a évolué. Il précise : « C’est comme si les cellules reconnaissaient qu’elles sont ‘chez elles’ lorsque les niveaux de CO₂ sont élevés. »
En testant les conditions de croissance enrichies en CO 2 sur un exemple concret de gestion circulaire des déchets, l’équipe a montré que l’algue consommait volontiers les déchets de confiserie d’une usine locale de barres chocolatées Mars, générant une biomasse de Galdieria contenant de la phycocyanine.
Lauersen ajoute que d’autres industries génèrent beaucoup plus de déchets carbonés que les 20 tonnes générées annuellement par l’usine de chocolat. Il poursuit : « Le glycérol est également un aliment préféré de Galdieria : dans le royaume, certaines entreprises produisent des centaines de tonnes de glycérol résiduel par mois.
Lauersen conclut : « À partir des flux de déchets locaux existants, nous pourrions cultiver 150 tonnes de biomasse algale par mois, qui peuvent être utilisées pour l’alimentation animale, les cosmétiques, les pigments et de nombreuses autres applications. » Une telle circularité des ressources s’aligne sur les objectifs de la Vision 2030 de l’Arabie Saoudite et s’inscrit dans les piliers stratégiques de l’Autorité de Recherche, Développement et Innovation (RDIA) du Royaume pour l’Environnement Durable et les Besoins Essentiels, ainsi que pour les Économies du Futur.
Lopez Portillo Masson, M., Bastos de Freitas, B., Zybinskii, A., Althagafi, G., Amad, M., Fox, M.D., Lammers, P.J., Lauersen, K.J. Elevated carbon dioxide stimulates efficient organic-carbon consumption for the unicellular alga Galdieria . Trends in Biotechnology, advance online publication (22 November 2025). | article .
Source : KAUST
