Produire du butanol en quantité avec du E.coli

Des chercheurs de l’université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont mis au point un nouveau moyen de produire du butanol à partir de bactéries, et dont la densité énergétique est considérablement plus élevée que celle obtenue en utilisant des méthodes classiques.

Les résultats publiés en ligne dans la revue "Applied and Environmental Microbiology", semble marquer une avancée importante dans la production de butanol, ou n-butanol (CH3-CH2-CH2-CH2-OH), une longue chaîne d’alcool de 4 carbones qui a révélé sa compatibilité avec les infrastructures énergétiques existantes, comme les véhicules fonctionnant à l’essence, sans procéder à des modifications.

L’équipe de l’UCLA a réussi à produire avec succès, 15 à 30 grammes de n-butanol par litre, dans un milieu de culture colonisée par des bactéries Escherichia coli, génétiquement modifiées – soit une augmentation record de 1 à 4 grammes par litre produit dans le passé.

Pour y parvenir, James C. Liao et son équipe ont d’abord construit une voie d’accès biochimique de production de n-butanol, à partir de E.coli, une bactérie qui ne produit pas naturellement du n-butanol, et dont les niveaux de production restent limités. Toutefois, après l’ajout (par modification génétique) métaboliques de certaines capacités motrices, les chercheurs ont assisté à une multiplication par dix de la production de n-butanol. Ces nouvelles fonctions ont en effet poussé le flux de carbone en n-butanol.

"Comme les êtres humains, les bactéries ont besoin d’une incitation au travail", a déclaré Liao, l’auteur principal de l’étude.

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"Nous avons créé des forces motrices en modifiant génétiquement le métabolisme", a déclaré de son côté Claire R. Shen, ingénieur diplômé de l’UCLA et également auteure principale de l’étude.

Alors que certaines espèces bactériennes comme les Clostridium, produisent naturellement du n-butanol, l’équipe de Liao a utilisé le E.coli , car elle reste plus facile à manipuler et (elle) a déjà été utilisée industriellement dans la production de divers produits chimiques.

"En utilisant E.coli, on peut lui faire produire uniquement le composé principal sans générer d’autres sous-produits," a précisé Liao. "Avec des organismes de type Clostridium , qui produit naturellement du n-butanol, il faut dissocier des sous-produits qui font augmenter le coût de production."

La prochaine étape consistera pour les chercheurs à transformer cet essai de laboratoire en un procédé industriel dès plus rigoureux.