Des scientifiques manipulent des gènes de plante pour en faire du biocarburant
Les Européens se préoccupent de trouver des solutions d'énergie durable pour l'avenir. C'est dans cet état d'esprit que des chercheurs examinent des moyens de générer des biocarburants à faible coût à partir de biomasse d'origine végétale. Le problème, cependant, est que certaines plantes contiennent de la lignine et des hémicelluloses, qui ne sont pas faciles à convertir en biocarburants. Des chercheurs du Danemark, de Thaïlande et des États-Unis ont peut-être trouvé une solution à ce problème. Ils ont utilisé des techniques de manipulation génétique pour modifier les plantes pouvant être transformées en biocarburants. L'étude a récemment été publiée dans la revue scientifique Biotechnology for Biofuels. Des experts ont identifié la raison pour laquelle les plantes à forte teneur en lignine et hémicelluloses (biomasse lignocellulosique) contiennent des niveaux élevés de pentoses, des sucres qui ne fermentent pas facilement pour se transformer en carburants par rapport aux plantes contenant de l'hexose. Sous la direction du Laboratoire national Lawrence Berkeley aux États-Unis, les auteurs de cette étude ont décidé de manipuler les plantes présentant des quantités moindres de xylane (le principal polysaccharide non cellulosique) dans les parois cellulaires secondaires afin de faciliter la production de biocarburant. L'équipe a utilisé trois variétés mutantes d'arabidopsis déficient dans le xylane (des mutants irx7, irx8 et irx9 du xylème de forme irrégulière (irx)) pour manipuler des plantes à faible teneur en xylane et pour améliorer les propriétés qui facilitent la décomposition des glucides en simples sucres (saccharification). Selon les chercheurs, les mutants irx montrent normalement des formes sévères de phénotypes nains provoqués par l'effondrement des vaisseaux du xylème, ce qui a pour conséquence de bloquer le passage de l'eau et des nutriments. Ils ont estimé qu'en rétablissant la biosynthèse du xylane des plantes, cela permettrait d'atteindre la mutation complète. Ils ont manipulé les régions stimulatrices des gènes à facteurs de transcription VND6 et VND7 spécifiques aux vaisseaux en vue de réintroduire la biosynthèse du xylane dans le xylème des mutants irx7, 8 et 9. L'équipe a observé que les phénotypes en résultant rétablissaient complètement des modèles de croissance de type sauvage dans certains cas, rendant les plantes plus résistantes grâce aux propriétés mécaniques retrouvées. Elle a également réussi à maintenir une faible teneur globale en xylane et à stimuler les propriétés de saccharification. Ainsi, on obtient une composition plus équilibrée des biocarburants. Dans certaines plantes, les niveaux de xylose ont chuté de 23% alors que dans d'autres, les niveaux de lignine ont baissé de 18%. Les chercheurs ont réussi à rétablir la fonction normale du xylème dans les plantes. Ils ont constaté une hausse de 42% dans le rendement de saccharification des plantes après le prétraitement. «Ces résultats montrent qu'il est possible d'obtenir des plantes présentant des quantités réduites de xylane dans leurs parois tout en préservant l'intégrité structurelle des vaisseaux de xylème», déclare le co-auteur, Henrik V. Scheller, de la Division Biosciences physiques du Laboratoire national Lawrence Berkeley, de l'institut de recherche Joint Bioenergy Institute et de l'Université de Californie, Berkeley. «Le système de manipulation du xylane que nous présentons ici représente un grand pas en avant vers des cultures énergétiques pouvant être facilement transformées en biocarburants. Cette approche de l'arabidopsis a le potentiel d'être appliquée à d'autres variétés de cultures énergétiques dans un avenir proche, en particulier les variétés de peuplier.» Les chercheurs pensent que les conclusions auxquelles ils ont abouti sont susceptibles de contribuer au développement d'une source d'énergie alternative qui pourrait considérablement réduire l'utilisation des combustibles fossiles.Pour plus d'informations, consulter: Laboratoire national Lawrence Berkeley: http://www.lbl.gov/ Biotechnology for Biofuels: http://www.biotechnologyforbiofuels.com/
Pays
Danemark, Thaïlande, États-Unis