Des scientifiques ont mis au point une bactérie enrobée de polymères, améliorant son efficacité catalytique et sa durabilité dans les applications industrielles.

Une bactérie « surpuissante » au service de l’industrie

Conçue pour être plus robuste et réutilisable, cette bactérie vise à réduire l’empreinte écologique et les besoins en ressources associés à la production industrielle, notamment dans les secteurs pharmaceutiques.

Le rôle clé des bactéries dans l’industrie

Les bactéries jouent un rôle essentiel dans les industries chimique et pharmaceutique, contribuant à la fabrication de produits aussi variés que la bière, les crèmes pour le visage, le biodiesel et les engrais. Dans le secteur pharmaceutique, elles sont indispensables à la production de substances vitales telles que l’insuline et la pénicilline.

Cependant, la production à base de bactéries présente aussi des défis majeurs. Ce processus nécessite beaucoup d’énergie et l’utilisation de solvants agressifs. De plus, la durée de vie limitée des bactéries implique leur remplacement fréquent, augmentant ainsi les coûts et l’impact environnemental.

Améliorer la durabilité et l’efficacité bactérienne

Le chimiste Changzhu Wu, professeur associé au Département de physique, chimie et pharmacie de l’Université du Danemark du Sud, cherche à rendre les bactéries industrielles plus résistantes et efficaces. Ses recherches visent à réduire l’énergie, le temps et les produits chimiques nécessaires pour maintenir les bactéries actives, tout en les rendant réutilisables pour prolonger leur durée d’utilisation.

Son innovation la plus récente, une bactérie « surpuissante », est publiée ce 11 décembre dans la revue Nature Catalysis.

« Nous avons modifié une bactérie industrielle courante, E. coli, en lui donnant une sorte de « cape de Superman » pour renforcer ses capacités catalytiques. Cela permet de réduire la consommation d’énergie et de rendre le processus de production plus durable », explique Changzhu Wu.

E. coli dans les applications industrielles

Si E. coli est souvent associée aux intoxications alimentaires, elle est aussi largement utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour la fabrication de médicaments essentiels comme l’insuline et l’hormone de croissance, grâce à divers procédés chimiques.

L’industrie utilise de grandes quantités d’E. coli, mais leur remplacement fréquent impose un coût élevé en termes d’énergie, de temps et d’impact environnemental, en raison de conditions extrêmes comme les hautes températures, les niveaux de pH extrêmes, les radiations UV et l’exposition aux solvants.

La solution par les polymères

Pour créer sa « cape de Superman », Changzhu Wu a recherché un matériau capable d’envelopper les bactéries tout en leur permettant de continuer à interagir avec leur environnement pour effectuer les réactions chimiques souhaitées.

La solution trouvée est un enrobage polymère intégré à la membrane cellulaire bactérienne. Les polymères sont de grandes molécules constituées de milliards d’unités identiques appelées monomères.

« Nous avons essentiellement greffé la membrane cellulaire de la bactérie E. coli avec des polymères, ce qui a permis d’atteindre deux résultats importants : premièrement, les bactéries sont devenues plus fortes et plus efficaces, réalisant des réactions chimiques complexes plus rapidement. Deuxièmement, elles sont mieux protégées, ce qui permet de les réutiliser plusieurs fois. C’est donc une sorte de ‘bactérie Superman’ plus durable », conclut Changzhu Wu.