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Une photoenzyme permet aux microalgues de produire des hydrocarbures

Une équipe française du CNRS a découvert une enzyme qui permet aux microalgues de transformer certains de leurs acides gras en hydrocarbures à l’aide de l’énergie lumineuse. Cette enzyme, qui a été baptisée FAP (pour Fatty Acid Photodecarboxylase), est d’un type très rare car seules quatre enzymes utilisant la lumière ont été identifiées jusqu’à présent dans le monde vivant.

Cette découverte, publiée dans la prestigieuse revue "Science", est d’autant plus importante que, dans un contexte de transition énergétique, la production d’hydrocarbures, utilisant le CO2 atmosphérique et limitant donc le rejet dans l’atmosphère de carbone stocké dans le sous-sol, est devenue un enjeu majeur.

La chlorelle est une algue verte unicellulaire d'eau douce faisant partie des quelques microalgues cultivées industriellement et candidates pour la production de molécules carbonées riches en énergie. Des chercheurs du CEA, du CNRS, de l’ESRF, de l’Inserm, et des Universités Aix-Marseille, Grenoble Alpes et Paris-Sud ont découvert chez cette microalgue une enzyme qui lui permet de transformer certains de ses acides gras en hydrocarbures à l’aide de la seule énergie lumineuse. « C’est une avancée majeure dans l’identification de mécanismes du vivant permettant la conversion des acides gras des cellules en hydrocarbures et cela ouvre une nouvelle voie en vue de la synthèse d’hydrocarbures par des micro-organismes à une échelle industrielle », précisent les auteurs.

L’expression dans la bactérie E. coli du gène codant pour la principale de ces enzymes candidates a mis en évidence la production d’hydrocarbures, démontrant que cette enzyme était nécessaire et suffisante pour synthétiser des hydrocarbures. La caractérisation de l’enzyme pure a révélé qu’elle était capable de couper un acide gras en une molécule d’hydrocarbure et une molécule de CO2 et que cette activité nécessitait de la lumière.

La découverte de cette enzyme baptisée FAP (acronyme anglais pour acide gras photo-décarboxylase) revêt un grand intérêt d’un point de vue fondamental car à ce jour, seulement quatre biocatalyseurs capables d’utiliser l’énergie lumineuse (photoenzymes) ont été découverts.

La FAP est au moins dix fois plus rapide que la meilleure enzyme de synthèse d’hydrocarbures connue et utilise la lumière, ce qui pourrait en faire un outil biotechnologique très efficace pour la synthèse d’hydrocarbures, soit par conversion in vitro d’huiles, soit par conversion in vivo des acides gras de bactéries, levures ou  microalgues.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

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