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7 Sep, 2023

Le matériau utilise des cyanobactéries vivantes pour neutraliser les polluants en suspension dans l’eau

Le matériau utilise des cyanobactéries vivantes pour neutraliser les polluants en suspension dans l’eau

Le matériau imprimé en 3D pourrait être utilisé dans des installations telles que les stations d’épuration.

On entend souvent dire que les cyanobactéries sont à l’origine de la prolifération d’algues bleues toxiques dans les lacs et les rivières. Bientôt, cependant, un matériau imprimé en 3D intégrant ces microbes pourrait être utilisé pour purifier l’eau polluée – et une fois que les bactéries auront terminé, elles se tueront elles-mêmes.

Mis au point par une équipe de scientifiques de l’université de Californie à San Diego, ce matériau est constitué d’un polymère naturel dérivé des algues, l’alginate, associé à des cyanobactéries vivantes Synechococcus elongatus.

L’hydrogel qui en résulte est imprimé sous la forme d’une grille en forme de gaufre, avec un rapport surface/volume élevé. Cette configuration favorise la survie des bactéries en plaçant la plupart des microbes près de la surface du gel, où ils peuvent plus facilement accéder aux nutriments vitaux, aux gaz et à la lumière du soleil.

Il est important de noter que la cyanobactérie a été génétiquement modifiée pour produire une enzyme appelée laccase. Des études antérieures ont montré que la laccase est capable de décomposer des polluants en suspension dans l’eau tels que le bisphénol A (BPA), les antibiotiques, les médicaments pharmaceutiques et les colorants. Lors de tests en laboratoire, le nouveau matériau a réussi à neutraliser l’indigo carmin, un colorant toxique couramment utilisé dans la fabrication des blue-jeans en denim.

Bien entendu, personne ne souhaite que des cyanobactéries génétiquement modifiées persistent dans l’environnement une fois le travail accompli. C’est pourquoi les microbes ont été conçus pour produire une protéine qui détruit leur corps unicellulaire lorsqu’ils sont exposés à un produit chimique naturel appelé théophylline.

Cela dit, la théophylline n’étant pas originaire des milieux aquatiques, personne ne souhaite qu’elle se retrouve dans ses lacs ou ses rivières. C’est pourquoi les scientifiques envisagent à présent de concevoir la bactérie de telle sorte que son autodestruction puisse être déclenchée par des stimuli déjà présents dans l’environnement.

« Nous sommes enthousiasmés par les possibilités offertes par ce travail, par les nouveaux matériaux passionnants que nous pouvons créer », a déclaré le professeur Jon Pokorski, qui a codirigé l’étude. « C’est le type de recherche qui peut résulter de l’association de chercheurs ayant une expertise transdisciplinaire en sciences des matériaux et en sciences biologiques.

https://www.nature.com/articles/s41467-023-40265-2

https://today.ucsd.edu/story/3d-printed-living-material-could-clean-up-contaminated-water