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Caoutchouc de Microbes
En collaboration avec Goodyear, la société de biotechnologie Genencor a conçu des bactéries qui fabriquent de l'isoprène, le produit chimique utilisé pour fabriquer le caoutchouc des pneus, à partir de sucres dérivés de la biomasse. Mais augmenter la production microbienne d'isoprène à une échelle telle qu'il puisse concurrencer le caoutchouc dérivé du pétrole s'est avéré être un défi majeur.
Caoutchouc renouvelable : Ce prototype de pneu a été fabriqué à partir de bioisoprène, un produit chimique produit par des bactéries génétiquement modifiées.
Hier à la Société chimique américaine réunion à San Francisco, des chercheurs d'une division de recherche de Palo Alto, en Californie, Genencor ont décrit d'autres modifications des voies métaboliques des microbes qui améliorent le rendement du bioisoprène. L'entreprise décidera des plans de construction d'une usine pilote de bioisoprène l'année prochaine.
Microbes dont E. coli produisent naturellement de petites quantités d'isoprène dans le cadre de leur métabolisme, mais pas assez pour être utilisées à l'échelle industrielle. Pour améliorer le rendement, les bio-ingénieurs de Genencor, qui ont commencé à travailler sur des systèmes bactériens pour produire de l'isoprène en 2007, ont initialement modifié deux voies métaboliques qui convergent pour créer un précurseur d'isoprène. Mais les rendements étaient encore faibles car la machinerie génétique existante de la bactérie emprunte un chemin sinueux pour créer de l'isoprène à partir de ce précurseur. Dans les résultats les plus récents, la société a ajouté au E. coli un gène végétal codant pour l'isoprène synthase, une enzyme qui convertit directement le précurseur en isoprène.
L'isoprène, qui est un gaz à température ambiante, sort des alvéoles sans les endommager, puis sort du bouillon de fermentation. Le directeur principal du développement commercial de Genencor, Rich Laduca, affirme que sans raffinage, ce système peut produire du gaz isoprène pur à 99 %. La pureté est essentielle car des traces de contaminants peuvent encrasser les catalyseurs utilisés pour polymériser l'isoprène pour fabriquer du caoutchouc synthétique. Goodyear a utilisé le bioisoprène de Genencor pour fabriquer du caoutchouc synthétique, qu'il a ensuite utilisé pour fabriquer plusieurs prototypes de pneus.
Nous recherchons des ressources renouvelables pour réduire notre dépendance au pétrole étranger, déclare Jesse Roeck, directeur de la science mondiale des matériaux chez Goodyear. Roeck dit que le travail sur l'isoprène est toujours un projet de recherche, mais que le produit chimique pourrait se trouver dans les pneus sur le marché d'ici trois à cinq ans. En poids, l'isoprène représente environ un quart du matériau utilisé pour fabriquer un pneu. Roeck dit que la société est également à la recherche de sources renouvelables pour les autres matériaux.
Alors que Genencor s'apprête à étendre le processus dans une usine pilote, Laduca dit qu'ils travaillent toujours pour améliorer encore les rendements. Nous avons déterminé la structure cristalline de l'enzyme [plante] et sommes en train de la modifier, explique Laduca. Genencor a développé le système de base du bioisoprène dans le domaine bien caractérisé E. coli mais va maintenant expérimenter la transplantation des voies métaboliques qu'il a développées dans d'autres bactéries qui se développent plus rapidement.
Le marché américain de l'isoprène pur est aujourd'hui de deux milliards de livres par an ; 60 pour cent de cela est utilisé dans les pneus, et le reste est utilisé dans les adhésifs et les produits chimiques de spécialité. Genencor espère également utiliser le produit chimique comme élément de base pour les biocarburants. L'association de deux molécules d'isoprène donne un carburant qui pourrait être mélangé à de l'essence ; le groupement trois fait un produit chimique avec des caractéristiques appropriées pour le mélange avec le diesel. L'isoprène pourrait également être utilisé comme élément de base pour la fabrication de carburéacteurs.