Les OGM au secours des agrocarburants ?

Pour faire du bioéthanol, la méthode consiste à laisser des bactériesbactéries décomposer la matièrematière organique en éthanol. C'est la fermentationfermentation éthylique. Elle a lieu en présence de sucresucre et produit de l'alcoolalcool éthylique ou éthanol.

La filière des agrocarburants est mise à mal depuis ses débuts parce qu'elle entre en conflit avec la filière alimentaire concernant la matière première utilisée, et parce qu'elle n'est pas si durable que ce que l'on souhaiterait. D'où l'importance d'en améliorer les rendements.

C'est dans cette optique que l'équipe de recherche emmenée par Dana Wohlbach, de l'université du Wisconsin, a prospecté de nouvelles méthodes. Et la transgénèse - l'élaboration d'OGM - semble être une technique intéressante.

La levure à pain impuissante face au xylose

Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae est un champignon qu'on connaît mieux sous le nom de « levure à pain » ou encore « levure à bière ». C'est à ce micro-organisme qu'il faut penser quand on sirote une bière ou qu'on déguste une tartine de pain.

Au-delà des boulangers et des brasseurs, ce champignon intéresse également les industriels puisqu'il est le maillon indispensable à la chaîne de fabrication du bioéthanol. C'est lui qui convertit le glucoseglucose en alcool.

Mais il y a un hic : si S. cerevisiae est relativement efficace pour transformer le glucose (C₆H₁₂O₆) en éthanol (CH₃CH₂OH), il est en revanche incapable de catalyser les pentosespentoses (sucre à cinq atomesatomes de carbonecarbone, de type C₅H₁₀O₅), comme le xylose.

Deux champignons capables de digérer le xylose

Or le xylose est assez abondant dans la matière organique et notamment dans l'écorce du bois. Les enzymesenzymes nécessaires à la digestiondigestion du xylose étaient tirées de Pichia stipitis, un autre champignon, et assimilées par S. cerevisiae afin de rendre ce dernier capable de digérer le xylose. Mais ce processus montre des faiblesses dans certaines conditions atmosphériques. Il fallait donc trouver un moyen d'améliorer le rendement de la décomposition de ce sucre, et c'est ce que l'équipe de chercheurs, qui publie ses résultats dans Pnas, est parvenue à faire.

La solution vient de Spathaspora passalidarum et Candida tenuis (qui porteporte en l'occurrence très bien son nom de genre). Ou plutôt de leurs gènesgènes. Ces deux organismes ont élu domicile dans le système digestif des scarabées xylophages. Ces champignons ont la capacité de digérer très efficacement le xylose présent dans la cellulose des arbres, pour ensuite fournir des nutrimentsnutriments aux scarabées.

Consommation de xylose par le champignon Saccharomyces cerevisiae avec le gène CtAKR (violet) ou sans (gris). © Wohlbach et al., 2011 - traduction Futura-Sciences

Génomique comparative pour identifier le gène

Les chercheurs ont donc confronté le génomegénome de ces champignons à ceux d'autres champignons capables de digérer le xylose afin d'identifier les gènes qui sont à l'origine de cette faculté. Ils ont alors isolé ces gènes (CtAKR) puis les ont insérés dans le génome de S. cerevisiae. Ils ont ainsi pu observer que le rendement de la dégradation du xylose - et donc de production d'éthanol - augmentait (voir graphique ci-dessus).

Ces recherches pourraient s'avérer particulièrement intéressantes puisque la matière végétale utilisée lors de ce procédé n'est pas utilisée par la filière alimentaire (il s'agit principalement de bois et d'écorce), contournant ainsi un des gros défauts de la filière des agrocarburants.