mai 16, 2022

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Des bactéries artificielles transforment le dioxyde de carbone capturé en produits chimiques pour les carburants, les tissus et les cosmétiques

Des chercheurs conçoivent une souche de bactéries pour décomposer le dioxyde de carbone (CO .).2), et de le transformer en produits chimiques industriels coûteux et couramment utilisés. L’approche carbone négatif élimine le dioxyde de carbone de l’atmosphère et contourne l’utilisation de combustibles fossiles pour générer ces produits chimiques.

Les bactéries sont connues pour décomposer le lactose pour fabriquer du yaourt et le sucre pour fabriquer de la bière. Aujourd’hui, des chercheurs dirigés par la Northwestern University et LanzaTech ont exploité des bactéries pour décomposer les déchets de dioxyde de carbone (CO.2) pour produire des produits chimiques industriels de valeur.

Dans une nouvelle étude pilote, les chercheurs ont sélectionné, conçu et optimisé une souche de bactéries, puis ont démontré avec succès sa capacité à convertir le dioxyde de carbone.2 à l’acétone et à l’isopropanol (IPA).

Ce nouveau processus de fermentation gazeuse élimine non seulement les gaz à effet de serre de l’atmosphère, mais évite également l’utilisation de combustibles fossiles, qui sont normalement nécessaires pour générer de l’acétone et de l’IPA. Après avoir mené une analyse du cycle de vie, l’équipe a découvert que la plateforme à bilan carbone négatif pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de 160 % par rapport aux procédés traditionnels, si elle était adoptée à grande échelle.

L’étude sera publiée lundi 21 février dans la revue Biotechnologie naturelle.

« L’accélération de la crise climatique, ainsi que la croissance rapide de la population, posent certains des défis les plus urgents à l’humanité, tous liés à la libération et à l’accumulation incessantes de dioxyde de carbone.2 Dans toute la biosphère, a déclaré Michael Jewett, co-auteur principal de l’étude de Northwestern. « En exploitant notre capacité à nous associer à la biologie pour atteindre ce qui est nécessaire, où et quand cela est nécessaire, sur une base durable et renouvelable, nous pouvons commencer à bénéficier du CO2 disponible2 pour transformer l’économie dynamique. « 

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Jewett est titulaire de la chaire Walter B. Murphy de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering de la Northwestern University et directeur du Center for Synthetic Biology. Il a codirigé l’étude avec Michael Koepke et Ching Leang, tous deux chercheurs de LanzaTech.

Les produits chimiques en vrac, les palettes industrielles nécessaires, l’acétone et l’IPA se trouvent presque partout, avec un marché mondial combiné dépassant les 10 milliards de dollars. L’IPA est largement utilisé comme désinfectant et désinfectant, et est à la base de l’une des deux formules de stérilisation recommandées par l’Organisation mondiale de la santé, qui est très efficace pour tuer le virus SARS-CoV-2. L’acétone est un solvant pour de nombreux plastiques et fibres synthétiques, la résine polyester plus fine, les produits de nettoyage et le dissolvant pour vernis à ongles.

Bien que ces produits chimiques soient incroyablement bénéfiques, ils sont générés à partir de ressources fossiles, ce qui réchauffe le climat.2 émissions.

Pour fabriquer ces produits chimiques de manière plus durable, les chercheurs ont mis au point un nouveau procédé de fermentation gazeuse. Ils ont commencé avec Clostridium autoethanogenum, une bactérie anaérobie conçue à LanzaTech. Ensuite, les chercheurs ont utilisé des outils de biologie synthétique pour reprogrammer les bactéries afin qu’elles fermentent le dioxyde de carbone2 Pour faire de l’acétone et de l’IPA.

« Ces innovations, dirigées par des stratégies sans cellule qui dirigeaient à la fois l’ingénierie du stress et l’optimisation des enzymes de la voie, ont accéléré le temps de production de plus d’un an », a déclaré Jewett.

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L’équipe Northwestern et LanzaTech pensent que les souches sophistiquées et le processus de fermentation se traduiront à l’échelle industrielle. Cette approche peut également être appliquée pour créer des processus simplifiés pour la génération d’autres produits chimiques de valeur.

« Cette découverte est un énorme pas en avant pour éviter une catastrophe climatique », a déclaré Jennifer Holmgren, PDG de LanzaTech. « Aujourd’hui, la plupart de nos produits chimiques de base sont dérivés exclusivement de nouvelles ressources fossiles telles que le pétrole, le gaz naturel ou le charbon. L’acétone et l’IPA en sont deux exemples avec un marché mondial combiné de 10 milliards de dollars. Les voies développées pour l’acétone et l’IPA accéléreront le développement d’autres nouveaux produits par En fermant le cycle du carbone pour une utilisation dans de multiples industries.”

Jewett est membre de l’Institute for Life Process Chemistry, du Simpson-Query Institute for Biotechnology et du Robert H. Laurie Comprehensive Cancer Center de la Northwestern University.

Origine de l’histoire :

Matériaux Introduction de Université du nord-ouest. Original par Amanda Morris. Remarque : Le contenu peut être modifié en fonction du style et de la longueur.