Un élastomère 100 % bactérien

Proposer des alternatives aux polyoléfines – qui dominent les thermoplastiques de grande consommation – est un des enjeux majeurs de la biologie de synthèse. L’élaboration, via la fermentation de l’acide lactique, de polylactide (PLA) – un polyester aliphatique biodégradable – est probablement la réussite majeure de ces dernières années (1). Des chercheurs de l’Université du Minnesota vont encore plus loin en proposant une production d’élastomères thermoplastiques de type « tribloc A-B-A », c’est-à-dire un polymère associant deux briques, A et B, de nature différente afin de diversifier les propriétés mécaniques (2). En transformant la bactérie Escherichia coli, ils ont réussi à produire une lactone ramifiée appelée β-methyl-δ-valérolactone (βMδVL) selon deux shémas distincts : une voie semi-synthétique qui fabrique du mévalonate, un intermédiaire qui peut ensuite être transformé chimiquement en βMδVL, et une voie entièrement synthétique qui ne requiert aucune intervention exterieure. Le monomère de lactone peut ensuite être aisément associé au PLA afin de générer des polymères de type PLA-βMδVL-PLA entièrement biosourcés aux propriétés mécaniques très semblables aux élastomères issus de pétrole.
Le rendement théorique du processus est de 0,42 gramme par gramme de glucose consommé par E. coli, ce qui devrait permettre une production de βMδVL pour moins de 2 $ le kilogramme. Un coût suffisamment bas pour lancer ces matériaux issus de la biologie synthétique à la conquête de l’industrie du plastique, soit un marché annuel de plusieurs centaines de milliards de dollars.

(1) Södergård A, Stolt M (2010) John Wiley & Sons, Hoboken, USA.
doi : 10.1002/9780470649848.ch3
(2) Xiong M et al. (2013) Proc Natl Acad Sci USA
doi:10.1073/pnas.1404596111

Élastomère produit par les chercheurs de l’Université du Minnesota.
© avec l’aimable autorisation de Deborah K. Schneiderman