Bien que ses effets ne soient pas toujours visibles à l’œil nu, le plastique étouffe la vie sur Terre. Les oiseaux meurent à cause de l’accumulation de plastique dans leurs intestins. Les animaux sont remplis de microplastiques, et les humains mangent sans le vouloir l’équivalent d’une carte de crédit en plastique chaque semaine, qui s’infiltre dans notre système sanguin. Et l’océan est en train de devenir une décharge de plastique à ciel ouvert, à tel point que les particules de microplastique pourraient être plus nombreuses que le zooplancton.
Ces scènes déchirantes pourraient définir l’avenir de notre planète. Le processus de fabrication du plastique exacerbe le changement climatique, et la prévalence du plastique dans l’environnement a donné lieu à des images déchirantes comme celles de tortues de mer avec des pailles dans le nez. Pourtant, comme le plastique est conçu pour être durable, les scientifiques qui rêvent de l’éliminer définitivement de notre environnement ont souvent désespéré de trouver des solutions.
L’une des utopies souvent évoquées pour lutter contre la pollution plastique est la suivante : peut-on élever un animal qui le consommerait ?
Une nouvelle étude suggère qu’une enzyme qui cible le polyéthylène téréphtalate (PET) – un polymère largement utilisé que l’on trouve dans la majorité des produits d’emballage de consommation et qui représente 12 % de tous les déchets mondiaux – pourrait faire de ce rêve scientifique, qui est aussi une nécessité planétaire, une réalité.
L’ingrédient clé était une enzyme naturelle connue sous le nom de PETase, selon l’article publié dans la revue scientifique Nature. À l’aide d’un modèle d’apprentissage automatique, les scientifiques de la Cockrell School of Engineering et du College of Natural Sciences de l’Université du Texas à Austin ont déterminé les mutations qui permettraient à l’enzyme de décomposer rapidement les types de déchets plastiques ciblés.
“Collectivement, nos résultats démontrent une voie viable pour le recyclage enzymatique du plastique à l’échelle industrielle”, concluent les chercheurs dans leur article.
“La mise à l’échelle des enzymes a été un problème bien exploré dans de nombreuses industries”, a déclaré par courriel à Salon Hal Alper, professeur au département McKetta de génie chimique à UT Austin, lorsqu’on lui a demandé combien de temps il faudrait pour que cette enzyme soit disponible à grande échelle. “Par conséquent, nous pensons que cette partie du problème est facilement réalisable dans un court laps de temps. L’aspect le plus difficile sera de mettre en œuvre la dégradation enzymatique à grande échelle avec des plastiques à flux mixte.” (Les plastiques du flux mixte sont tous les plastiques autres que les bouteilles collectés dans le flux des déchets, ou le cycle de vie complet des ordures produites dans une communauté).
Ce n’était pas le premier effort pour trouver des moyens biologiques de résoudre le problème de la pollution plastique. En mars 2016, des chercheurs japonais ont découvert une bactérie connue sous le nom de . Ideonella sakaiensis qui, se sont-ils émerveillés, “mangeait” le plastique à l’extérieur d’une usine de bouteilles d’Osaka jusqu’à ce qu’il se transforme en boue.
Interrogé sur la manière dont les recherches de la nouvelle équipe s’inscrivaient dans le prolongement des efforts précédents pour lutter contre la pollution plastique, M. Alper a ajouté : “Nous avons utilisé les enzymes qui ont été trouvées dans les bactéries ayant évolué pour utiliser le PET. En partant de cette enzyme comme d’un échafaudage, nous avons appliqué des techniques d’apprentissage automatique pour améliorer considérablement sa fonction.”
Comme l’indique la réponse d’Alper, ce n’était pas le premier effort pour trouver des moyens biologiques de résoudre le problème de la pollution plastique. Tout a commencé, comme une grande partie de l’histoire scientifique, par une découverte cruciale aléatoire. En mars 2016, des chercheurs japonais ont trouvé une bactérie connue sous le nom de… Ideonella sakaiensis qui, se sont-ils émerveillés, “mangeait” le plastique à l’extérieur d’une usine de bouteilles d’Osaka jusqu’à ce qu’il se transforme en boue. “La nouvelle espèce, Ideonella sakaiensisdécompose le plastique en utilisant deux enzymes pour hydrolyser le PET et un intermédiaire de réaction primaire, pour finalement produire des blocs de construction de base pour la croissance”, ont écrit les scientifiques.
Des bactéries mangeuses de plastique ont ensuite été découvertes dans l’Oregon et en Allemagne par d’autres chercheurs, démontrant aux scientifiques qu’il pourrait y avoir une solution biologique au problème du plastique. En 2020, les scientifiques de l’université de Portsmouth avaient réussi à modifier l’enzyme PETase pour créer un “cocktail” supposé capable de digérer le plastique jusqu’à six fois plus vite que la normale. Dans le résumé de leur article, les chercheurs soulignent la découverte de l’enzyme PETase. Ideonella sakaiensis comme vitale pour leurs recherches, ainsi que pour faire face à une catastrophe internationale.
“La pollution par les plastiques représente une crise environnementale mondiale”, ont écrit les auteurs. “En réponse, les microbes évoluent la capacité d’utiliser les polymères synthétiques comme sources de carbone et d’énergie.”
L’année dernière, des scientifiques de l’Université d’Edimbourg ont annoncé que E. coliune bactérie commune, pourrait être utilisée pour convertir le PETen vanilline, le principal composant des gousses de vanille extraites. Ils ont même suggéré que la vanilline pourrait être consommée sans danger par les humains, bien qu’ils aient souligné que d’autres expériences seraient nécessaires.
Joanna Sadler, professeur de biotechnologie à l’Université d’Edimbourg, n’a pas participé à l’étude la plus récente, mais a été impliquée dans l’étude sur la vanille. E. coli E. colia semblé optimiste quant à l’évolution de la situation dans le dernier article. Sadler a caractérisé la nouvelle enzyme comme étant “l’enzyme la plus rapide rapportée à ce jour” en termes de vitesse à laquelle elle peut “dépolymériser” différents substrats plastiques.
“Cela en fait un développement technologique très prometteur dans ce domaine, et démontre l’évolutivité de cette enzyme”, a déclaré Sadler.
Alper, sans surprise, a fait écho au ton optimiste de Sadler.
“Notre enzyme est jusqu’à 30x plus efficace que les enzymes rapportées et fonctionne à des températures plus basses, ce qui permet d’économiser sur l’apport énergétique et d’améliorer la facilité du traitement en aval”, a écrit Alper à Salon.
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