Des scientifiques allemands identifient un microbe qui pourrait aider à dégrader les plastiques à base de polyuréthane

« Des scientifiques allemands identifient un microbe qui pourrait aider à dégrader les plastiques à base de polyuréthane », source EurkAlert!

Une souche d'un groupe de bactéries extrémophiles est capable d'ingérer des composés organiques toxiques comme seule source de carbone, d'azote et d'énergie.

Il peut y avoir une petite réponse à l'un des plus gros problèmes de la planète.

Des chercheurs allemands rapportent dans la revue Frontiers in Microbiology qu'ils ont identifié et caractérisé une souche de bactéries capable de dégrader certains des composants chimiques du polyuréthane (PU).

« Les bactéries peuvent utiliser ces composés comme seule source de carbone, d'azote et d'énergie », a déclaré le Dr Hermann J. Heipieper du Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ à Leipzig, Allemagne et co-auteur du nouvel article. « Cette découverte représente une étape importante pour pouvoir réutiliser des produits à base de PU difficiles à recycler. »

En 2015, les produits en polyuréthane représentaient à eux seuls 3,5 millions de tonnes de plastiques produits en Europe. Le polyuréthane est utilisé dans tout, des réfrigérateurs et des bâtiments aux chaussures et aux meubles en passant par de nombreuses autres applications pouvant tirer parti de ses propriétés légères, isolantes et flexibles.

Malheureusement, le polyuréthane est difficile et énergivore à recycler ou à détruire car la plupart de ces types de plastiques sont des polymères thermodurcissables qui ne fondent pas lorsqu'ils sont chauffés. Les déchets finissent principalement dans des décharges où ils libèrent un certain nombre de produits chimiques toxiques, dont certains sont cancérigènes.

L'utilisation de micro-organismes comme des bactéries et des champignons pour décomposer les plastiques à base d'huile est un domaine de recherche en cours. Cependant, peu d'études ont abordé la biodégradation des polyuréthanes comme l’article actuel.

L'équipe hors de l'Allemagne a réussi à isoler une bactérie, Pseudomonas sp. TDA1, provenant d'un site riche en déchets plastiques cassants qui semble prometteur pour attaquer certaines des liaisons chimiques qui composent les plastiques en polyuréthane.

Les chercheurs ont effectué une analyse génomique pour identifier les voies de dégradation au travail. Ils ont fait des découvertes préliminaires sur les facteurs qui aident le microbe à métaboliser certains composés chimiques du plastique en énergie. Ils ont également effectué d'autres analyses et expériences pour comprendre les capacités de la bactérie.

Cette souche particulière fait partie d'un groupe de bactéries bien connues pour leur tolérance aux composés organiques toxiques et à d'autres formes de stress, selon le Dr Christian Eberlein du Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ. Il est co-auteur de l'article qui a coordonné et supervisé le travail.

« Ce trait est également appelé tolérance aux solvants et est une forme de micro-organismes extrémophiles », a-t-il déclaré.

La recherche fait partie d'un programme scientifique de l'Union européenne baptisé P4SB (From Plastic waste to Plastic value using Pseudomonas putida Synthetic Biology), qui tente de trouver des micro-organismes utiles qui peuvent bioconvertir des plastiques à base d'huile en des plastiques entièrement biodégradables.

Comme son nom l'indique, le projet s'est concentré sur une bactérie connue sous le nom de Pseudomonas putida.

En plus du polyuréthane, le consortium P4SB, qui comprend le Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ, teste également l'efficacité des microbes pour dégrader les plastiques en polyéthylène téréphtalate (PET), qui est largement utilisé dans les bouteilles d'eau en plastique.

Heipieper a déclaré que la première étape de toute recherche future sur Pseudomonas sp. TDA1 consistera à identifier les gènes codant pour les enzymes extracellulaires capables de décomposer certains composés chimiques des polyuréthanes à base de polyester. Les enzymes extracellulaires, également appelées exoenzymes, sont des protéines sécrétées à l'extérieur d'une cellule qui provoquent une réaction biochimique.

Cependant, il n'y a pas de plan immédiat pour concevoir ces enzymes ou d'autres en utilisant des techniques de biologie synthétique pour la production de bioplastiques. Cela pourrait impliquer, par exemple, la conversion génétique des bactéries en mini-usines capables de transformer des composés chimiques à base de pétrole en composés biodégradables pour des plastiques respectueux de la planète.

Heipieper a déclaré que davantage de « connaissances fondamentales » comme celles rassemblées dans la présente étude sont nécessaires avant que les scientifiques puissent faire ce saut technologique et commercial.

Un petit pas est fait actuellement.