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29 Jan, 2024

Des scientifiques transforment génétiquement des bactéries en soie d’araignée semblable à du kevlar

Des scientifiques transforment génétiquement des bactéries en soie d’araignée semblable à du kevlar

« Nous exploitons vraiment ce que la nature a développé pour fabriquer à notre place ».

Dans une étude récente, des chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute ont réussi à modifier génétiquement une souche de bactéries pour transformer le plastique polyéthylène usagé en un matériau semblable à de la soie d’araignée, aussi solide que le Kevlar – une façon fascinante de transformer des déchets nocifs en un biomatériau résistant et polyvalent.

Le polyéthylène, utilisé dans les plastiques à usage unique tels que les sacs à provisions et les bouteilles, est le plastique le plus utilisé au monde ; il n’est donc pas surprenant de savoir qu’il s’agit également de l’un des plus grands polluants de la planète. Il faut entre 20 ans et près d’un siècle pour que les plastiques de polyéthylène se décomposent, et très peu d’entre eux sont recyclés. Trouver une solution à cette omniprésence est un problème sérieux et permanent. C’est là que la découverte de la soie d’araignée par les chercheurs de Rensselaer entre en jeu.

Comme l’expliquent les scientifiques dans leur étude, publiée en octobre dans la revue Microbial Cell Factories, ils ont pu utiliser la génomique pour créer Pseudomonas aeruginosa, une nouvelle souche de bactérie mangeuse de plastique intégrée avec des gènes recombinants – ou de nouveaux allèles créés par un processus de décomposition et de recomposition de l’ADN de différentes créatures – pour une « protéine de soie inspirée de la ligne de traîne de l’araignée ».

Le résultat ? Un processus durable qui permet à la fois d’éliminer le plastique et de créer un nouveau matériau solide et riche en protéines.

Festin de cire

Les scientifiques de Rensselaer ne sont pas les premiers à tenter d’imiter la soie d’araignée. La soie d’araignée est étonnamment solide et complexe par rapport à sa fragilité apparente, ce qui en fait une merveille d’ingénierie naturelle ou, comme l’a déclaré Helen Zha, coauteur de l’étude et professeur adjoint de génie chimique et biologique, le « Kevlar de la nature ».

« Il peut être presque aussi résistant que l’acier sous tension », a déclaré la chercheuse. « Cependant, il est six fois moins dense que l’acier, ce qui le rend très léger.

Pour être clair, les bactéries ne s’attaquent pas directement aux produits en plastique. Comme l’indique l’étude, les chercheurs ont d’abord dû dépolymériser les produits en plastique, en appliquant une pression pour les chauffer et les transformer en une substance molle et cireuse ; c’est cette concoction cireuse qui est donnée aux bactéries et qui, après un processus de fermentation par les bactéries, est finalement convertie en un puissant biomatériau. Mieux encore : aucun produit chimique supplémentaire n’est nécessaire.

« Ce qui est vraiment passionnant dans ce processus », a déclaré Helen Zha, « c’est que contrairement à la façon dont les plastiques sont produits aujourd’hui, notre processus est à faible consommation d’énergie et ne nécessite pas l’utilisation de produits chimiques toxiques ».

Selon un communiqué de presse, les scientifiques cherchent maintenant à savoir s’il est possible de reproduire le concept de faible énergie et de faible toxicité à plus grande échelle.

« Les meilleurs chimistes du monde ne pourraient pas convertir le polyéthylène en soie d’araignée, mais ces bactéries le peuvent », précise Helen Zha. « Nous exploitons vraiment ce que la nature a développé pour fabriquer à notre place.

https://futurism.com/gene-hack-bacteria-spider-silk

https://www.britannica.com/science/polyethylene

https://wwf.org.au/blogs/the-lifecycle-of-plastics/

https://www.nature.com/scitable/definition/recombination-226/#:~:text=Recombination%20is%20a%20process%20by,DNA%20sequences%20of%20different%20organisms.

https://phys.org/news/2024-01-bacteria-plastic-multipurpose-spider-silk.html