Des scientifiques exploitent une souche bactérienne présente dans les déchets de taille pour fabriquer des bioproduits durables
Des chercheurs argentins et espagnols ont découvert une souche bactérienne, Rhodococcus sp. 24CO, dans des déchets de taille d'oliviers, qui présente un potentiel pour des applications biotechnologiques.
Des chercheurs argentins et espagnols ont démontré le potentiel d'une souche bactérienne présente dans les déchets de taille d'oliviers pour des applications biotechnologiques.
Cette étude, publiée dans Fermentation, s'appuie sur des travaux présentés en 2022 lors du XVIIe Congrès argentin de microbiologie générale.
La souche en question, Rhodococcus sp. 24CO, convertit efficacement diverses sources de carbone en lipides neutres, en particulier des triacylglycérols, accumulant jusqu’à 47 % de sa biomasse sous forme de lipides alimentaires.
Voir aussi : Une étude révèle le potentiel des eaux usées des moulins à huile d'olive dans la fabrication de biopesticidesLa synthèse microbienne des triacylglycérols a récemment fait l'objet d'une attention considérable en raison de son potentiel pour la production de produits durables à haute valeur ajoutée à partir de déchets. Ces produits comprennent les biocarburants, les détergents, les engrais, les cosmétiques et les composants pharmaceutiques.
Rhodococcus sp. 24CO a été isolé à partir des feuilles de cultivars Frantoio sur la côte est du sud de la Patagonie. De nombreuses espèces de Rhodococcus sont connues pour leur capacité à atténuer la pollution persistante et dangereuse, telle que les pesticides, les herbicides et les matières radioactives, ainsi que pour leur capacité à transformer des substrats bon marché en composés de plus grande valeur.
Afin d’évaluer les propriétés et les capacités de cette souche, les chercheurs l’ont soumise à divers tests.
En culture, la souche 24CO a pu se développer sur quatre des 50 sources de carbone testées, notamment le fructose, le mannitol, le sorbitol et l’arbitol. Les deux premières, naturellement présentes dans les feuilles d’olivier, ont entraîné des accumulations de triacylglycérols pouvant atteindre respectivement 47 % et 28 % du poids sec cellulaire.
Une forte production de lipides neutres à partir du mannitol a également été observée en présence d’azote, ce que les auteurs considèrent comme un phénomène non encore rapporté et d’intérêt industriel, car cela implique que la souche produirait une biomasse élevée et, simultanément, de grandes quantités de triacylglycérols.
L'analyse chimique d'extraits de feuilles fraîches et déshydratées provenant de déchets de taille d'oliviers a révélé des rapports carbone/azote élevés, indiquant leur aptitude à la production de lipides.
D'autres cultures ont confirmé ces résultats, avec un rendement de plus de 20 % du poids sec cellulaire en lipides neutres avec l'infusion déshydratée et de 8 % avec l'infusion fraîche. Les triacylglycérols produits avec la première solution ressemblaient à ceux issus de la culture au mannitol.
De plus, les deux cultures ont permis de détecter de faibles quantités de polyhydroxybutyrate, un polymère intéressant pour la production de plastiques biodégradables. L'analyse du génome de Rhodococcus sp. 24CO a confirmé son potentiel pour la synthèse de ces polymères.
L'analyse a en outre révélé des différences génétiques significatives entre 24CO et Rhodococcus sp. RHA1, l'un des membres les mieux étudiés du genre. 24CO ne possédait pas plusieurs gènes liés au métabolisme redox et azoté présents chez RHA1, qui sont généralement activés dans des conditions de production de lipides. L'absence de ces gènes ne semblait pas entraver l'accumulation de lipides chez 24CO, ce qui suggère l'existence de mécanismes de régulation alternatifs.
Bien qu’il ait été constaté que 24CO possédait moins d’enzymes d’esters de cire que RHA1, ses rendements en lipides étaient égaux ou supérieurs à ceux de cette dernière. Cela suggère que les enzymes responsables de la biosynthèse des triacylglycérols dans cette souche pourraient être plus efficaces. Les enzymes de la voie de Kennedy étaient toutefois toutes présentes et présentaient une forte redondance.
Après avoir évalué les conditions environnementales appropriées pour l’espèce, les chercheurs ont conclu qu’elle pouvait survivre et se reproduire entre 4 °C et 30 °C, avec une température optimale de 28 °C.
Des expériences sur la salinité et le pH ont montré qu’elle pouvait tolérer jusqu’à 5 % en poids par volume de chlorure de sodium avec un pH compris entre 6 et 10, soit un milieu légèrement acide à basique.
Les auteurs notent également que les surfaces foliaires en Patagonie constituent un environnement hostile, soumis à un rayonnement ultraviolet élevé, à de faibles niveaux de nutriments et à la dessiccation.
Bien que de nombreuses initiatives visant à réduire et à réutiliser les déchets d’olivier soient en cours, la plupart des déchets de taille d’olivier sont encore brûlés.
Rien qu’en Espagne, environ 1,25 million de tonnes de feuilles sont produites chaque année lors de la taille. Les chercheurs estiment que Rhodococcus sp. 24CO est un candidat viable pour transformer cette énorme biomasse en produits durables et de valeur, principalement via la biosynthèse des triacylglycérols.