Fibre de nylon solide et flexible fabriquée pour la première fois à partir de bactéries de biologie technique

Fibre de nylon solide et flexible fabriquée pour la première fois à partir de bactéries de biologie technique

Les chercheurs ont génétiquement modifié des microbes pour créer pour la première fois un plastique solide et flexible semblable au nylon.

Dans le passé, des bactéries ont été utilisées pour générer des polyesters tels que les polyhydroxyalcanoates (PHA). Mais produire des plastiques de type nylon, comme ceux utilisés dans les industries de l'habillement et de la chaussure, s'avère un défi, rapportent les auteurs dans le numéro d'aujourd'hui deNature Chimique Biologie. 1

« Le travail est impressionnant », déclare Colin Scott, responsable de l'ingénierie enzymatique chez Uluu, une entreprise basée à Perth, en Australie, qui utilise des microbes pour produire des PHA compostables à partir d'algues.

Environ 400 millions de tonnes de déchets plastiques et de microplastiques non dégradables à base de pétrole sont produits chaque année dans le monde, mettant ainsi en danger la faune, la santé humaine et la planète. « Ce travail met en évidence tout ce que la biologie peut faire pour lutter contre cette crise », déclare Scott.

Pirater la nature

Les bactéries produisent naturellement des polymères pour stocker les nutriments en période de pénurie. Cependant, utiliser des bactéries pour fabriquer un plastique semblable au nylon est difficile car il n'existe pas d'enzymes naturelles capables de créer ce type de polymère, explique le co-auteur Sang Yup Lee, ingénieur biomoléculaire à l'Institut supérieur coréen des sciences et technologies de Daejeon, en Corée du Sud.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont modifié les gènes codant pour diverses espèces bactériennes et les ont insérés sous forme de boucles d'ADN appelées plasmides.Escherichia colia, une bactérie souvent utilisée pour les études de faisabilité.

Ces gènes ont ensuite codé plusieurs nouvelles enzymes capables de relier des chaînes moléculaires pour créer des polymères. Le produit final était un bioplastique appelé poly(esteramide) ou PEA, qui était principalement du polyester avec des liaisons amide de type nylon.

Le nylon est un polymère composé à 100 % de liaisons amides. Il reste donc encore un long chemin à parcourir avant que les bactéries puissent imiter correctement ce type de plastique, explique Yup Lee.

Des tests ont montré qu'un type de PEA possède des propriétés physiques, thermiques et mécaniques comparables à celles du polyéthylène, l'un des plastiques commerciaux les plus couramment utilisés.

Cependant, Seiichi Taguchi, ingénieur en bioproduction à l'Université de Kobe au Japon, note qu'il est peu probable que le plastique soit aussi résistant que le polyéthylène en raison de la faible fréquence à laquelle les acides aminés sont incorporés dans les polymères. L'ajout d'un acide aminé à un polymère entraîne souvent une rupture de chaîne, créant des polymères raccourcis et de faible poids moléculaire, explique-t-il.

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1. Chae, T.A. et coll. Chimie naturelle. Biol. https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2 (2025).

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