Quel champion pour le biocarburant ?

Dans la course aux biocarburants, les champignons, les bactéries, et les micro-algues se disputent la première place, c’est-à-dire la responsabilité du prétraitement. Cette étape, qui est l’objet d’une attention particulière par les industriels, consiste à libérer des sucres simples par la digestion de la biomasse. Sucres qui sont ensuite fermentés afin de produire du biodiesel.
Pour essayer de départager ces micro-organismes, des chercheurs du Centre de biosciences à Golden, aux États-Unis, ont comparé, grâce à l’imagerie en temps réel, l’efficacité des systèmes de dégradation de la cellulose de bactéries et de champignons (1). En pratique, il s’agit d’un match opposant le cellulosome, complexe multienzymatique, de la bactérie Clostridium thermocellum, à un cocktail commercial de cellulases libres dérivées du champignon Trichoderma reesei. Shi-You Ding et ses collaborateurs montrent qu’attaquer la face hydrophobe de la cellulose permet une digestion plus performante que via la face hydrophile. Sur ce point, le complexe bactérien et les enzymes fongiques présentent des rendements comparables. En revanche, les chercheurs ont observé des différences lors de la suite du processus. Les enzymes libres issues du champignon pénètrent plus facilement par les pores cellulaires végétaux que le cellulosome. Cela leurs confère un avantage certain pour digérer entièrement le mur cellulosique. L’étude révèle ainsi l’importance de prendre en compte les nanostructures dans les procédés d’élaboration du biodiesel.
Mais le système enzymatique fongique n’a pas encore gagné la partie et la surprise pourrait venir de la mer. Pour la première fois, une aptitude photo-hétérotrophique a été mise en évidence chez Chlamydomonas reinhardtii, une algue unicellulaire très répandue et bien caractérisée (2). Les travaux d’Olga Blifernez-Klassen et de ses collaborateurs de l’université allemande de Bielefeld montrent que cette micro-algue peut utiliser la cellulose comme source de carbone dans des conditions où la disponibilité en CO₂ est faible. C. reinhardtii s’avère ainsi être un organisme photosynthétique hétérotrophe, ce qui permet aux auteurs de la qualifier de « planimal », une plante animale. Cette découverte permet à la micro-algue de prétendre, elle aussi, au titre de parfait catalyseur pour biocarburant. Une compétition à suivre.

(1) Ding SY et al (2012) Science 338, 1055-60
(2) Blifernez-Klassen O et al (2012) Nat Commun,
doi:10.1038/ncomms2210

Chlamydomonas reinhardtii
© Dartmouth College via Wikimedia Commons