Les champignons convertissent les déchets de polyéthylène en produits métaboliques pharmacologiquement utiles.
Les scientifiques disent que Déchets plastiques est l’un des problèmes écologiques et économiques les plus importants de notre époque.
Dans la revue chimie appliquéeune équipe de recherche vient d’introduire une méthode chimico-biologique pour recycler les déchets de polyéthylène : le clivage catalytique est utilisé pour fabriquer des diacides carboxyliques qui sont ensuite convertis en produits naturels pharmacologiquement utiles par des champignons génétiquement modifiés.
Aspergillus nidulans, qui pousse ici dans une boîte de Pétri, pourrait détenir les clés de nouveaux médicaments. Crédit image : Wikimedia Commons
Les plastiques font partie intégrante de notre vie quotidienne. Les estimations prévoient que la production mondiale atteindra 1,1 milliard de tonnes par an d’ici 2040. En conséquence, la quantité de déchets augmente et finit dans les décharges ou dans les océans. Ces déchets menacent de plus en plus l’approvisionnement alimentaire et les écosystèmes. Les polyéthylènes, ou PE, sont particulièrement problématiques. Bien qu’il s’agisse des plastiques les plus courants, des procédés de recyclage limités sont disponibles.
Les mêmes propriétés qui rendent les PE résistants et utiles entravent leur dégradation et leur recyclage. Un problème est leur squelette hydrocarboné, qui n’a pas de bon « point de rupture » pour diviser le polymère en morceaux de longueur définie. Cela conduit à de larges mélanges de produits de faible valeur.
Boîte de Pétri fluorescente. Crédit image : Maximilian Paradiz via FlickrCC BY 2.0
Maintenant, une équipe soutenue en partie par la National Science Foundation des États-Unis et dirigée par Travis Williams et Clay Wang de l’Université de Californie du Sud et Berl Oakley de l’Université du Kansas a introduit une méthode chimique et biologique combinée pour recycler les déchets de PE en précieux et composés complexes d’intérêt pharmacologique.
Dans un premier temps, l’équipe convertit catalytiquement le PE sous O2 pour fabriquer divers diacides carboxyliques, des chaînes hydrocarbonées à deux groupements acides. Dans un second temps, ceux-ci sont « nourris » à des champignons qui en font des produits naturels utiles. L’équipe l’a démontré en utilisant des déchets PE réels du gyre du Pacifique Nord.
Une fois le PE séparé, tous les diacides carboxyliques à chaîne courte doivent être séparés du mélange, car ils sont toxiques pour les champignons. Ceux-ci peuvent être utilisés comme matières premières pour synthétiser des plastiques biodégradables pour l’agriculture, par exemple. Des diacides à chaîne plus longue avec plus de dix atomes de carbone peuvent être utilisés pour alimenter Aspergillus nidulans cultures fongiques. Les champignons poussent rapidement, sont peu coûteux à cultiver et sont déjà largement utilisés pour produire des médicaments, y compris des antibiotiques comme la pénicilline.
L’équipe a développé une stratégie robuste pour modifier génétiquement les voies métaboliques de A. nidulans ainsi, le champignon synthétise les produits souhaités avec un rendement élevé. Comme substances d’exemple, ils ont produit des produits naturels asperbenzaldéhyde, citréoviridine et mutiline qui sont des matières premières dans la recherche de médicaments pour traiter des maladies telles que la maladie d’Alzheimer et le cancer, ou des agents contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. Avec cette stratégie, selon les scientifiques, des substances bioactives supplémentaires pourraient être générées à partir des déchets de PE.
«Le problème des déchets plastiques nécessite des solutions innovantes», déclare George Richter-Addo, directeur de programme à la division de chimie de la NSF. « Les chercheurs en chimie explorent de nouvelles façons de transformer les déchets plastiques en produits utiles. »
Source: NSF
