Construire un insecte pour récolter l'huile

Les microbes vivant dans les gisements de pétrole et les gisements de charbon pourraient inspirer de nouvelles méthodes d'extraction de combustibles fossiles des profondeurs de la terre. C'est l'espoir de Ari Patrinos , un pionnier de la génomique qui a aidé à diriger le projet du génome humain et est maintenant le président de Génomique synthétique , une startup de biotechnologie basée dans le Maryland et fondée par J. Craig Venter. L'objectif de Synthetic Genomics est d'utiliser la génomique pour développer de nouvelles technologies énergétiques. Dans le cadre d'un nouveau partenariat avec le géant pétrolier BP, Synthetic Genomics étudiera les microbes qui se nourrissent naturellement d'hydrocarbures pour trouver des indices sur les moyens biologiques d'extraction et de traitement du pétrole et du charbon.

Défenseur des microbes : Ari Patrinos, président de Synthetic Genomics, est un pionnier dans l'application de la génomique microbienne aux problèmes énergétiques. Il dit que les microbes qui se nourrissent d'hydrocarbures pourraient offrir des indices sur les moyens biologiques d'extraction et de traitement du pétrole et du charbon.

Après plusieurs décennies au ministère de l'Énergie (DOE), Patrinos est un ardent défenseur de l'utilisation de solutions biotechnologiques aux problèmes énergétiques mondiaux. Il a aidé à fonder le Joint Genome Institute du DOE et a créé le programme Genomes to Life de l'agence, qui, entre autres, développe des applications liées à l'énergie pour les microbes. Patrinos a été attiré loin du DOE par Venter l'année dernière. Il parle avec Examen de la technologie sur les projets de Synthetic Genomics et l'avenir des biocarburants.

Examen de la technologie : Pourquoi se tourner vers les microbes comme sources d'énergie alternative ?

Ari Patrinos : Les microbes sont les virtuoses du monde vivant. Ils existent depuis environ quatre milliards d'années, un tiers du temps que la planète existe, et ils ont développé une variabilité et une diversité énormes. Nous avons beaucoup à apprendre d'eux face au réchauffement climatique et essayons d'apprendre à utiliser nos ressources plus efficacement.

ENFANTS : Comment la génomique nous aide-t-elle à tirer parti du répertoire fonctionnel diversifié des microbes ?

PA : Grâce à la génomique, nous avons découvert qu'il y a des microbes partout, vivant à toutes les températures et à toutes les pressions. Ils peuvent survivre à 100 fois la pression atmosphérique et à des températures proches de 100 degrés Celsius. Les gens ont identifié des microbes qui peuvent résister à d'énormes quantités de rayonnement. Les microbes jouent un rôle crucial dans le cycle du carbone, absorbant le dioxyde de carbone dans l'océan. Plus de 50 pour cent de la biomasse vivante sur cette planète est de nature microbienne. C'est pourquoi nous devrions nous tourner vers les microbes pour résoudre certains de nos problèmes. Ils sont devenus extrêmement efficaces dans les processus de la vie. Nous devons les comprendre, puis les imiter pour certaines de ces applications.

ENFANTS : Synthetic Genomics a récemment formé un partenariat avec BP. Quel est l'accent de cet accord?

PA : Nous avons d'énormes réserves d'huiles lourdes sur ce continent, mais leur extraction est difficile. Il nécessite de l'énergie et de l'eau, et produit beaucoup de dioxyde de carbone. Il peut y avoir des moyens d'utiliser les communautés microbiennes pour améliorer la qualité du pétrole tout en restant dans le sous-sol. Nous examinerons donc les microbes qui vivent dans les gisements de charbon ou les champs pétrolifères et les sables bitumineux.

ENFANTS : Comment cela aidera-t-il la production de carburant ?

PA : L'idée de gisements de pétrole comme réservoir que vous pouvez exploiter est naïve. Le pétrole existe sous forme de matrice dans différentes couches. Lorsque vous produisez des huiles à partir de puits, vous en laissez jusqu'à 50 pour cent derrière vous. Il y a 30 à 40 ans, les gens envisageaient la récupération du pétrole améliorée par des moyens microbiens, des moyens de manipuler les microbes pour améliorer la récupération du pétrole des puits. Mais leur capacité à découvrir et à étudier ces microbes a été altérée en raison d'outils microbiologiques primitifs. Pour autant que je sache, cela n'a jamais fait partie des pratiques commerciales.

Nous disposons d'outils nettement plus précis et puissants que nos collègues de l'époque, et nous pensons que le nombre et la diversité des microbes que nous découvrirons seront bien plus élevés que ce qui était envisagé à l'époque.

ENFANTS : Que ferez-vous des microbes une fois qu'ils seront découverts ?

PA : Peut-être pourrions-nous les utiliser pour modifier la densité des hydrocarbures, les casser pour qu'ils soient plus petits et rendre le pétrole plus facile à déplacer. Ou les microbes pourraient changer les propriétés d'adhérence à la surface de l'huile en modifiant les molécules d'hydrocarbures.

Pour les gisements de charbon, plutôt que d'extraire le charbon et de le brûler, ce qui produit beaucoup de dioxyde de carbone, il existe peut-être un moyen de le convertir en méthane. Le méthane [brûler] produit du dioxyde de carbone mais aussi de l'hydrogène, qui est un carburant très propre et plus respectueux du climat. À terme, nous pourrons peut-être combiner la production de méthane avec la séquestration du carbone, de sorte que le rejet net dans l'atmosphère serait nul.

Il y a eu une longue histoire d'amélioration de la qualité du pétrole en utilisant la chimie. Mais la plupart de ce que la chimie peut faire peut être encore mieux accompli avec des moyens biologiques beaucoup moins chers et plus respectueux de l'environnement. Cela ne veut pas dire que la chimie sera abandonnée. Mais je pense que cette révolution de la biologie a révélé que les voies biochimiques seront finalement les plus productives et pourront effectuer la tâche d'une manière plus respectueuse de l'environnement. Les réactions biochimiques peuvent être effectuées à des températures et des pressions plus basses et peuvent finalement avoir moins de sous-produits toxiques.

ENFANTS : La génomique synthétique recherche-t-elle également des microbes capables de séquestrer le dioxyde de carbone ?

PA : Nous prévoyons de le faire, même si je ne peux pas parler de notre main exacte.

ENFANTS : Avant de rejoindre Synthetic Genomics, vous avez travaillé au DOE pendant plus de 30 ans. Le point de vue du ministère sur l'approche biotechnologique des questions énergétiques a-t-il changé au fil des ans?

PA : Au DOE, l'intérêt pour les biocarburants était limité et perçu comme une application de niche. L'accent a été mis davantage sur les sciences physiques en ce qui concerne l'énergie. Mais j'ai insisté très fort pour l'importance des biocarburants. Au début, je n'ai pas réussi car le pétrole est très bon marché. Mais j'ai finalement décroché le jackpot il y a quelques années. Dans quelques discours sur l'état de l'Union, le président Bush, un homme du pétrole et du gaz, a commencé à parler de notre dépendance au pétrole et de l'importance des biocarburants. Quand j'ai entendu cela, j'ai su que j'avais enfin réussi.

ENFANTS : L'énergie alternative est un sujet brûlant en ce moment, suscitant beaucoup d'intérêt – et d'argent – ​​de la part du gouvernement et des investisseurs. Mais ce financement va-t-il s'estomper une fois que les prix du gaz baisseront, comme cela s'est produit auparavant ?

PA : Cela peut toujours arriver, mais je pense que cela semble moins probable aujourd'hui que dans les années 90 et 70. Même si le prix du pétrole était beaucoup plus bas, je pense que le public et le monde politique reconnaissent généralement qu'il nous appartient d'être plus indépendants en ce qui concerne les combustibles liquides : nous devons toujours importer 60 % du pétrole que nous consommer. C'est devenu une question de sécurité nationale, par opposition à quelque chose d'économique. Beaucoup de pays producteurs de pétrole sont des pays qui ne nous aiment pas beaucoup. Les sentiments peuvent changer dans toutes sortes de directions, il est donc très important de réduire la dépendance à l'égard du carburant importé.

Je pense également que de plus en plus de personnes dans le monde reconnaissent que le changement climatique mondial est une menace sérieuse. Les points de basculement dans le système climatique ne sont plus hypothétiques. Nous devrions commencer à établir une police d'assurance contre le changement climatique, mais cela ne sera possible que lorsque nous dépendrons davantage de carburants plus propres.

cacher