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FP7

DegradePlant — Résultat en bref

Project ID: 276275
Financé au titre de: FP7-PEOPLE

La digestion de parois cellulaires végétales pour la production de biocarburants

Libérer les hydrates de carbone renfermés dans la biomasse facilitera la production efficace de biocarburant. Des scientifiques ont réalisé des délétions et insertions d'ADN dans des séquences de gène qui encodent des enzymes de dégradation afin de mettre au point des fonctionnalités novatrices et améliorées.
La digestion de parois cellulaires végétales pour la production de biocarburants
La biomasse dérivée de déchets végétaux agricoles, de sylviculture ou de cultures énergétiques constitue une source précieuse d'énergie renouvelable. Son utilité énergétique réside dans la riche source d'hydrates de carbone qui forment la paroi cellulaire végétale. Ces sucres peuvent être fermentés pour produire de l'éthanol, du méthanol ou d'autres composés à valeur ajoutée.

La cellulose, l'hémicellulose et la lignine (lignocelluloses) sont les principaux composants de la paroi cellulaire végétale. Malheureusement, extraire ou libérer les hydrates de carbone (cellulose et hémicellulose) de la lignine à laquelle ils sont étroitement liés n'est pas une tâche facile. Le manque d'enzymes de dégradation empêche l'exploitation de ces hydrates de carbone dans la biomasse pour une production optimale de carburant.

Des scientifiques ont étudié le potentiel des insertions et délétions génétiques (indels) dans des enzymes de dégradation pour permettre des modifications fonctionnelles qui améliorent l'efficacité et la sélectivité dans le cadre du projet DEGRADEPLANT («Directed evolution and semi-rational engineering of plant cell wall-degrading enzymes»), financé par l'UE. Ils se sont principalement efforcés de mettre au point des techniques permettant de générer des bibliothèques de variantes d'indel au moyen de la mutagénèse aléatoire. Les chercheurs ont ensuite porté leur attention sur l'évolution dirigée de deux classes d'enzymes, les glycosides hydrolases et les «enzymes indiscriminantes», qui présentent une vaste spécificité du substrat.

Les chercheurs de DEGRADEPLANT ont mis au point une approche expérimentale novatrice afin de générer des bibliothèques d'indel. Des enzymes de restriction et des transposons ont été utilisés pour supprimer une séquence ADN déterminée et la remplacer par des séquences d'indel. Les scientifiques ont pu créer des bibliothèques de variantes aléatoires d'une hydrolase bifonctionnelle indiscriminante qui agit au niveau de la cellulose et de la xylane, deux principaux composants de la biomasse lignocellulosique. À ce jour, l'équipe a identifié un certain nombre de régions dans des variantes d'indel qui accroissent l'activité enzymatique ou leur donne une fonctionnalité novatrice.

Les chercheurs ont développé et démontré avec succès l'utilité de leur technique expérimentale dans la dégradation de biomasse lignocellulosique. Les résultats devraient considérablement stimuler le secteur de la biomasse végétale dans la mesure où les coûts peuvent être réduits tout en accroissant l'efficacité de la conversion.

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