Des chercheurs de l’Université de Newcastle, au Royaume-Uni, ont conçu Escherichia coli bactéries pour capturer le dioxyde de carbone (CO2) en utilisant de l’hydrogène gazeux (H2) pour le transformer en acide formique. La recherche, publiée aujourd’hui dans Microbiologie appliquée et environnementalesoulève la possibilité de convertir le CO atmosphérique2aux produits chimiques de base.
Normalement, une enzyme dansE. colicatalyse l’inverse de cette réaction-;production de H2et Cie2de l’acide formique. Dans la nature, ce dernier est surtout connu comme un type de composé de vinaigre utilisé par les fourmis pour éloigner les prédateurs (Formic vient du latin « formica », qui signifie fourmi.)
Pour inverser la réaction normale dansE. coli, les enquêteurs ont réussi à remplacer le molybdène par la bactérie, un métal qui est normalement un élément essentiel de l’enzyme, par le tungstène, en faisant croître la bactérie en excès de ce dernier. « C’est assez facile à faire carE. coline peut pas facilement faire la différence entre les 2 », a déclaré le chercheur principal Frank Sargent.
« L’échange de tungstène contre du molybdène a modifié les propriétés de notre enzyme de sorte qu’elle a été bloquée dans le CO2mode de capture plutôt que de pouvoir basculer entre le CO2capture et CO2production », a déclaré le Dr Sargent.
Les enquêteurs ont utilisé un bioréacteur pressurisé spécial rempli de H2et Cie2pour rendre les gaz disponibles pour les microbes. « Cela a fonctionné ; les bactéries pouvaient se développer sous la pression du gaz et générer de l’acide formique à partir du CO2« , a déclaré le Dr Sargent.
Le Dr Sargent a développé l’idée en lisant sur l’émergence de la vie sur Terre, à la fois dans la littérature primaire et les livres de vulgarisation scientifique, a-t-il déclaré. Il y a trois milliards et demi d’années, il n’y avait pas d’oxygène dans l’atmosphère, mais il y avait des niveaux élevés de CO2et H2, et la vie cellulaire avait commencé à évoluer à 10 000 mètres sous la surface de l’océan.
À l’époque, ces composés auraient dû être convertis en glucides dont dépend toute vie. Cela aurait pu être accompli par une enzyme « comme celle que nous avons trouvée dansE. coli, hydrogéner le dioxyde de carbone en un acide organique », a déclaré le Dr Sargent. « Nous voulions essayer cela en laboratoire. »
« Partout dans le monde, les sociétés comprennent l’importance de lutter contre le changement climatique, de développer des sources d’énergie durables et de réduire les déchets », a déclaré le Dr Sargent. « La réduction des émissions de dioxyde de carbone nécessitera un ensemble de solutions différentes. La biologie et la microbiologie offrent des options intéressantes. »
« Le but ultime serait de capturer le CO gaspillé2en utilisant de l’hydrogène gazeux renouvelable à partir de biohydrogène, comme dans cette recherche, ou de l’électrolyse alimentée par de l’électricité renouvelable, et de le convertir en acide formique », a déclaré le Dr Sargent. « La clé est qu’un microbe utilise le formiate comme seule source de carbone. Ensuite, nous pouvons fabriquer du carburant, du plastique ou des produits chimiques. C’est la vision d’une bioéconomie véritablement cyclique où le CO2est constamment produit, capturé et remis sur le marché. »
