Comprendre le rôle de la nature pour l'avenir des biocombustibles
Une collaboration entre les États-Unis et les Pays-Bas a donné lieu à de grands progrès dans le domaine de la transformation de cultures en énergie. L'étude financée par l'UE et publiée dans la revue Nature Cell Biology a apporté de nouveaux éléments dans la connaissance de la cellulose, la molécule dont sont constituées les cellules végétales et également la clé à une production de cultures énergétiques intéressantes pour l'avenir. Les travaux, réalisés par des scientifiques de l'université de Wageningen aux Pays-Bas et par la Carnegie Institution for Science aux États-Unis ont partiellement été soutenus au titre de l'activité NEST («New and Emerging Science and Technology») du sixième programme-cadre de l'UE (6e PC). Les connaissances scientifiques concernant la cellulose, sa formation et ses processus fondamentaux sont relativement limitées. Cependant, cette substance dispose d'un potentiel énorme pour aider à développer des biocombustibles renouvelables à partir de plantes. C'est pour cette raison que l'équipe néerlando-américaine s'est intéressée à cette molécule fibreuse dans ses recherches afin de découvrir de nouvelles sources énergétiques. «La cellulose constitue le réservoir le plus abondant d'hydrocarbures renouvelables au monde», explique David Ehrhardt du département de biologie végétale de l'institut Carnegie et co-auteur de l'étude. «Pour mieux comprendre la manière de modifier la cellulose et de manipuler le développement de la plante pour améliorer les cultures végétales en tant que sources énergétiques efficaces, nous devons tout d'abord comprendre les processus cellulaires qui créent la cellulose et construisent les parois cellulaires», ajoute-t-il. Pour débuter, les scientifiques ont utilisé des résultats issus d'une étude antérieure (que le professeur Ehrhardt et son équipe avaient également entrepris), dans laquelle des techniques d'imagerie avancées avaient permis d'observer les molécules de cellulose de la plante Arabidopsis. Dans le cadre de cette étude, le groupe avait créé une version fluorescente de l'enzyme responsable des fibres cellulaires (la cellulose synthase) et la protéine responsable des microtubules (la tubuline). Les résultats avaient montré le lien entre la synthèse de la membrane cellulaire et les microtubules (les fibres protéiques); c'est ce lien qui détermine la forme de la cellule. Pour cette étude, l'équipe s'est concentrée sur la manière dont l'association entre les complexes de cellulose synthase et les microtubules est déclenchée. Ils en ont conclu que le réseau protéique à l'origine de la formation de la cellulose possédait une double fonction: en plus d'offrir un cadre structurel aux membranes cellulaires, il agit en tant «qu'agent de la circulation» et indique aux molécules importantes dans le processus de croissance où elles doivent se rendre. Cela signifie que nous savons désormais comment les enzymes se trouvent à la bonne place au sein d'une cellule pour pouvoir créer la cellulose et s'assurer que les cellules aient la forme voulue. Leurs résultats ont également permis aux scientifiques d'obtenir de nouvelles informations sur les processus responsables du mouvement des microtubules végétales, qu'ils appellent «treadmilling» (mouvement de tapis roulant). Ils pensent que les structures au sein de la cellule contenant la cellulose synthase et restant en contact avec les microtubules au cours de périodes de stress plus longues sont connectées par ce processus. Ce n'est que lorsque le stress s'apaise que la cellulose synthase est libérée par les organelles vers la membrane cellulaire.
Pays
Pays-Bas, États-Unis