Harry Cohen Tanugi

Des scientifiques produisent du kérosène renouvelable à partir de bactéries communes du sol

Récemment, une équipe de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory a réussi à récolter du kérosène alternatif à partir d'espèces de bactéries du sol courantes appartenant au genre streptomyces.

En 1999, l'American Petroleum Institute (APA) a publié un rapport suggérant que les réserves de pétrole de la Terre pourraient se tarir à tout moment. entre 2062 et 2094. En revanche, un 2019 de l'Alliance du Millénaire pour l'Humanité et la Biosphère (MAHB) de l'Université de Stanford prévoit que le monde va sera à court de pétrole beaucoup plus tôt c'est-à-dire en 2054. Imaginez un monde dans lequel les avions ne volent pas, les jets ne protègent pas les frontières nationales, les marchandises ne sont pas expédiées, et fusées ne peuvent pas quitter la Terre car il n'y a pas de pétrole.

Depuis que l'aviation, la navigation et l'aérospatiale mondiales fonctionnent au pétroleson épuisement pourrait conduire à un chaos mondial. Oubliez l'épuisement, la pénurie de pétrole provoque déjà une crise sans précédent. sans précédent du prix des carburants à travers le monde. Récemment, le prix de l'essence dans les différents États des États-Unis a franchi la barre des 5 dollars le gallon, une augmentation de 1,5 % par an. nouveau record absolu.

C'est pourquoi de nombreuses industries et scientifiques recherchent constamment sources d'énergie renouvelables qui pourraient servir d'alternatives aux combustibles fossiles, en particulier au pétrole (car il est probable qu'il finira par s'imposer). Un pas important a été franchi dans cette direction avec la production par des bactéries de kérosène renouvelable par des scientifiques du laboratoire Lawrence.

Comment les scientifiques ont-ils produit du kérosène à partir de streptomyces ?

C'est un miracle ! Des scientifiques produisent du kérosène renouvelable à partir d'une bactérie commune du sol.
La bactérie streptomyces forme les molécules de fuelimycine. Source : Pablo Morales-Cruz

La combustion de combustibles fossiles tels que le kérosène (carburant utilisé dans les jets et les avions), l'essence ou le diesel produit de grandes quantités d'énergie qui alimentent le moteur d'un véhicule. L'un des nombreux problèmes des combustibles fossiles est qu'il faut des millions d'années pour qu'ils se forment... sous la surface de la Terre. L'équipe de recherche de Berkley essayait de créer un combustible pour lequel il ne serait pas nécessaire d'attendre des millions d'années pour se reformer.

À cette époque, Jay Keasling, professeur d'ingénierie chimique à l'université de Californie, est entré en contact avec le chercheur Pablo Cruz Morales (auteur principal de l'étude et scientifique du projet au laboratoire Lawrence) et lui a demandé si lui et son équipe pouvaient produire une molécule appelée Jawsamycin. Pablo avait déjà travaillé avec des bactéries streptomyces, il savait donc que la Jawsamycine est une molécule naturellement produite par les réactions métaboliques dans le corps des bactéries streptomyces.

Keasling a dit à Pablo que la molécule avait le potentiel de libérer d'énormes quantités d'énergie, et que "ce sera une idée explosive". En écoutant cela, Pablo et son équipe ont commencé à travailler sur l'idée. Ils ont conçu la Streptomyces coelicolor des bactéries dans un bouillon de culture contenant des sucres, des sels et certains acides aminés. Ensuite, ils ont récolté les bactéries, les ont cassées et ont séparé les fractions huileuses (contenant des molécules similaires à la Jawsamycine) produites dans leur corps. Enfin, ils ont décidé d'estérifier les huiles et un un nouveau type de biocarburant était prêt.

Les molécules synthétisées par le laboratoire qui fonctionnent de manière similaire à la Jawsamycine sont appelées "fuelimycine" par Pablo et ses collègues. Lorsqu'on les interroge sur les avantages et les inconvénients de leurs molécules, Pablo et ses collègues répondent par l'affirmative. biocarburant par rapport au carburant conventionnel, Pablo a dit IE, "notre carburant peut être fabriqué en utilisant des processus renouvelables, alors que les carburants traditionnels sont dérivés du pétrole. Les POP-FAMEs (les nôtres) peuvent aussi stocker plus d'énergie, donc ils peuvent être plus efficaces s'ils sont produits à l'échelle."

Il a ajouté : "L'inconvénient est que nous devons encore développer une méthode de production à grande échelle qui soit économiquement viable, et il est difficile de concurrencer les combustibles fossiles car ils sont subventionnés, et l'économie mondiale est construite autour d'eux. Mais cela va changer, le climat de notre planète est en train de changer et nous devons arrêter d'utiliser les combustibles fossiles pour ralentir ce processus."

La chimie puissante de la fuelimycine

C'est un miracle ! Des scientifiques produisent du kérosène renouvelable à partir d'une simple bactérie du sol.
Le biocarburant issu de streptomyces pourrait même alimenter des fusées à l'avenir. Source : SpaceX/Unsplash

La Jawsamycine naturelle est une molécule qui est produite dans le corps des streptomyces lorsque la bactérie se nourrit de sucre ou d'acides aminés et les transforme ensuite en molécules constituées d'anneaux de cyclopropane (anneaux à trois carbones de forme triangulaire) pendant la digestion. Selon les chercheurs, le processus de formation de la jawsamycine est similaire à celui de la formation des graisses dans le corps humain. Toutefois, ce sont les cycles cyclopropanes à haute énergie qui font la différence.

La graisse est formée à la suite de de l'accumulation d'un excès de glucose (une molécule à six carbones) dans le corps sous forme de glycogène. Par rapport aux molécules à six carbones, les molécules à trois carbones de forme triangulaire demandent plus d'énergie pour leur formation. Expliquant cela plus en détail, Pablo a écrit : "Si vous avez des liaisons qui sont à un angle normal, une chaîne ouverte de carbones, les carbones peuvent être flexibles et ils deviennent confortables. Disons que vous les transformez en un anneau de six carbones - ils peuvent encore bouger et danser un peu. Mais la forme triangulaire fait plier les liaisons, et cette tension nécessite de l'énergie pour être produite."

La construction des molécules de jawsamycine et de fuelimycine est facilitée par une enzyme appelée polykétide synthases. Les polykétides synthases sont des complexes multi-enzymatiques qui ressemblent aux synthases d'acides gras qui produisent des composés huileux dans le corps des humains et de nombreux autres organismes. Au cours de leur étude, les chercheurs ont réalisé que l'action de l'enzyme des polykétides synthases forme le cycle cyclopropane à haute énergie.

Ils pensent que leur biocarburant pourrait alimenter les jets, les avions et les véhicules à moteur. même du carburant pour fusée à l'avenir, mais pour que cela soit possible, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Interrogé sur les plans futurs liés à leur étude sur les biocarburants, Pablo a déclaré : "Les prochaines étapes consistent à faire en sorte que la bactérie produise davantage de ce produit et à le modifier davantage afin qu'il puisse être utilisé pour un plus grand nombre d'applications telles que la navigation, la fusée et l'aéronautique."

Le site étude est publiée dans le journal Joule.



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