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Une bactérie mangeuse de plastique

Publié en ligne le 24 septembre 2016 -
par Bertrand Jordan - SPS n°317, juillet 2016

Les déchets de plastique constituent une véritable bombe à retardement : une bonne partie des 300 millions de tonnes produites annuellement, pour l’essentiel à partir de pétrole, finissent dans la mer. Ces déchets y sont progressivement réduits en particules de plus en plus petites, mais ne disparaissent pas car ils ne sont pas biodégradables ; ils sont souvent ingérés par des poissons, des coquillages et d’autres organismes, avec de multiples conséquences néfastes. Les plastiques sont apparus récemment, il y a une cinquantaine d’années : il est donc compréhensible que l’évolution, qui travaille à l’échelle du millénaire sinon du million d’années, n’ait pas encore donné naissance à une floraison d’organismes capables de s’en nourrir. Leur contenu énergétique n’est pas en cause, il suffit de les voir brûler pour le comprendre, mais encore faut-il, pour un « plastiphage », disposer d’enzymes capables de sectionner les longues chaînes de polymères qui constituent ces matériaux afin d’obtenir des monomères assimilables. Dans ce contexte, la récente découverte de bactéries capables de dégrader un type de plastique très répandu, le PET (Polyéthylène téréphtalate, utilisé entre autres pour les contenants de liquides, avec une production annuelle de l’ordre de 50 millions de tonnes) présente un très grand intérêt [1,2].

C’est un ensemble d’équipes japonaises, comprenant aussi bien des biologistes que des spécialistes des polymères, qui a réalisé ce travail [2]. Ils ont prélevé plusieurs centaines d’échantillons dans une installation de recyclage de bouteilles en PET et y ont recherché des bactéries capables de se développer en utilisant le PET comme source principale de carbone. En somme, ils ont fait l’hypothèse que dans ce milieu très particulier un début d’évolution vers le métabolisme du plastique avait pu se produire. Après beaucoup d’efforts, ils ont effectivement pu isoler une bactérie appartenant au genre Ideonella, qui adhère au plastique et produit une enzyme (qu’ils ont appelée PET-hydrolase) capable de couper le polymère et de le réduire en monomères appelés MHET qui sont ingérés par la bactérie puis hydrolysés par une deuxième enzyme, la MHET-hydrolase pour donner des molécules (éthylène glycol et acide téréphtalique) assimilables par la bactérie. Ils ont procédé à des études détaillées (séquençage du génome de la bactérie, en particulier) dont il ressort que ces deux enzymes sont spécifiques à Ideonella sakaiensis (le nom attribué à cette bactérie) mais ressemblent suffisamment à d’autres enzymes connues pour que l’on puisse imaginer qu’elles en dérivent grâce à un certain nombre de mutations. Quoi qu’il en soit, la bactérie dégrade bel et bien le PET, même si son action est assez lente : six semaines pour faire disparaître un morceau de ce plastique. Ce résultat est très important, et il ouvre la voie à de nombreux développements : les chercheurs vont pouvoir manipuler le génome de Ideonella sakaiensis pour augmenter la production de ces enzymes, ou transférer les gènes correspondants dans d’autres micro-organismes et fabriquer ainsi des entités capables, à terme, de contribuer à l’élimination des déchets de PET. Et puisque l’approche a fonctionné pour le PET, cela va encourager des recherches analogues visant d’autres types de plastique.

Ce ne sera pas, pour autant, un remède miracle : sa mise en œuvre à grande échelle est encore hypothétique. Il reste essentiel d’éviter le gaspillage actuel, de limiter l’usage des plastiques, d’en améliorer le recyclage et de développer des matériaux biodégradables par les micro-organismes déjà répandus dans la nature. Il s’agit néanmoins d’un outil utile qui s’ajoute à la panoplie existante et qui devrait aider à éviter l’envahissement de notre environnement par ces déchets hautement problématiques.

 Références


[1] Bornscheuer UT. “Feeding on plastic”. Science 2016 ; 351 : 1154-5.
[2] Yoshida S, Hiraga K, Takehana T, Taniguchi I, Yamaji H, Maeda Y, Toyohara K, Miyamoto K, Kimura Y, Oda K. “A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)”. Science 2016 ; 351 : 1196-9.

Publié dans le n° 317 de la revue


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