Biopétrole: une microalgue qui fabrique des hydrocarbures

Le 04 septembre 2017 par Romain Loury
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La chlorelle Chlorella variabilis
La chlorelle Chlorella variabilis

Une équipe française a découvert, dans une microalgue, une enzyme capable de transformer des acides gras en hydrocarbures sous l’action de la lumière. Une nouvelle piste vers un «biopétrole» issu uniquement du CO2 atmosphérique, et donc neutre en émissions.

«Nous pensons que cette enzyme a un très grand potentiel», juge Frédéric Beisson, chargé de recherche à l’Institut de biosciences et biotechnologies d’Aix-Marseille (BIAM, Cadarache, Bouches-du-Rhône, CEA/CNRS/université Aix-Marseille)[i]. Avec ses collègues, le chercheur a découvert dans la chlorelle, algue verte unicellulaire vivant en eau douce, une enzyme catalysant la transformation d’un acide gras en hydrocarbure.

De fonction inconnue en milieu naturel, la particularité de cette FAP (Fatty Acid Photodecarboxylase) réside dans le fait qu’elle n’est active qu’en présence de lumière bleue, selon ces travaux publiés vendredi 1er août dans la revue Science.

Vers du pétrole non-fossile?

Cette découverte ouvre une nouvelle piste de recherche d’un pétrole de synthèse, qui, à la différence notable de celui d’origine fossile, empêcherait le relargage atmosphérique de carbone stocké dans le sous-sol. Seul est utilisé le carbone présent dans l’acide gras utilisé comme substrat, qui lui-même provient du CO2 atmosphérique.

L’hydrocarbure qui résulte de la réaction correspond en tout point à l’acide gras. Non seulement quant à la longueur de la chaîne carbonée, qui demeure identique, qu’en nombre de doubles liaisons: si l’acide gras est saturé, c’et un alcane (hydrocarbure sans double liaison) qui est généré; si c’est un acide gras insaturé, il en résulte un alcène (hydrocarbure comptant au moins une double liaison).

A court terme, les chercheurs entrevoient des applications dans l’industrie cosmétique, où les hydrocarbures sont par exemple utilisés comme substances émollientes dans les crèmes. A plus long terme, la synthèse de volumes bien plus importants pourrait permettre la production de carburants pour les voitures ou de kérosène pour les avions, ajoute Frédéric Beisson.

Une enzyme prometteuse

D’autres «acides gras décarboxylases», générant des hydrocarbures, ont été découvertes avant ces travaux. Par exemple celle issue du gène Oletje des bactéries du genre Jeotgalicoccus: «elle fonctionne au rythme de 70 cycles [réactions, ndlr] par minute, mais nécessite la présente de peroxyde d’hydrogène», explique Damien Sorigué, chercheur postodoctoral au BIAM et premier auteur de l’étude.

«Notre FAP n’a besoin que de lumière. Elle marche à 50 cycles/minute sous lumière blanche [contenant un mélange de longueurs d’ondes, dont celles de couleur bleue, ndlr], mais plus on illumine, plus elle tourne vite. Sous éclairage laser, des données préliminaires indiquent qu’elle peut fonctionner au moins 10 fois plus rapidement», ajoute-t-il. Selon les conditions lumineuses, la FAP pourrait donc être rendue encore plus performante.

Les photoenzymes, actives en présence continue de lumière, sont rares à ce jour. «Selon les auteurs, on en compte pour l’instant de deux à cinq», rappelle Damien Sorigué. Parmi elles, une ADN lyase, chargée, de la bactérie à l’homme, de réparer les lésions de l’ADN, ainsi qu’une enzyme de maturation de la chlorophylle, présente chez les plantes et les algues.



[i] Ces travaux ont été menés en collaboration avec l’Institut de biologie intégrative de la cellule (I2BC, Saclay, CEA/CNRS/université Paris-Sud), le laboratoire Biologie à grande échelle (BGE, Grenoble, CEA/INSERM/Université Grenoble Alpes) et le Synchrotron européen de Grenoble (ESRF).

 



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