Un couplage pour relancer les biocarburants

Depuis le temps qu’on en parle, pourquoi nos voitures ne roulent-elles pas à la bagasse de canne à sucre ou au miscanthus géant, ces déchets organiques qui constituent le ferment des carburants de deuxième génération ? La faute à l’inefficacité de la fermentation du xylose associée à la toxicité de l’acide acétique, selon l’analyse de Yong-Su Jin, de l’Université de l’Illinois à Urbana Champaign, et de Jamie Cate, de Université de Californie à Berkeley. Les deux chercheurs estiment que ces éléments entravent le développement économiquement viable de la production de ce type de biocarburants.
Saccharomyces cerevisiæ est, de loin, la levure préférée de l’industrie. Elle n’est cependant pas équipée pour fermenter le xylose, contrairement à Scheffersomyces stipitis qui convertit, en deux étapes, le xylose en xylulose, via l’oxydation du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) et la réduction du nicotinamide adénine dinucléotide (NAD⁺). Malheureusement, les efforts pour intégrer cette voie métabolique à S. cerevisiæ se heurtent à un déséquilibre des cofacteurs d’oxydoréduction, le système produisant un surplus de la forme réduite du NAD (NADH). Pour résoudre le problème de la toxicité de l’acétate, on pourrait se tourner vers des espèces bactériennes du genre Clostridum capables de transformer l’acide acétique en acétate, puis l’acétate en éthanol – base des biocarburants – en consommant du NADH.
Les équipes de Yong-Su Jin et de Jamie Cate ont donc construit une souche de S. cerevisiæ dont le métabolisme couple ces deux voies afin d’améliorer la fermentation du xylose tout en dégradant l’acide acétique dont l’accumulation est toxique. Ce système permettrait aussi d’améliorer le rendement global en créant une voie alternative de production d’éthanol. La levure améliorée a, en effet, confirmé son potentiel et présenté des rendements de fermentation anaérobie bien supérieurs à ceux des autres souches. Ces travaux pourraient constituer une solution innovante pour relancer le développement des biocarburants de deuxième génération.

Wei N et al. (2013) Nat Commun 4, 2580

Immense herbacée, le miscanthus géant pourrait participer à la production de biocarburants de deuxième génération.
© DK Lee