Des scientifiques exploitent une souche bactérienne dans les déchets d'élagage pour créer des bioproduits durables

Résumé

Des chercheurs ont identifié une souche bactérienne, Rhodococcus sp. 24CO, dans les déchets de taille d'olivier. Cette souche produit efficacement des lipides neutres, notamment des triacylglycérols, avec des applications potentielles en biotechnologie. Cette souche démontre sa capacité à convertir diverses sources de carbone en produits à haute valeur ajoutée, tels que des biocarburants, des détergents, des cosmétiques et des composants pharmaceutiques, offrant ainsi une solution durable pour valoriser les déchets d'olivier et potentiellement réduire l'impact environnemental.

Des chercheurs argentins et espagnols ont démontré le potentiel d’une souche bactérienne présente dans les déchets de taille des oliviers pour des applications biotechnologiques. 

L' étude, Publié dans Fermentation, s'appuie sur des recherches présentées en 2022 lors du XVIIe Congrès argentin de microbiologie générale.

La souche en question, Rhodococcus sp. 24CO, convertit efficacement diverses sources de carbone en lipides neutres, en particulier les triacylglycérols, accumulant jusqu'à 47 pour cent de sa biomasse sous forme de lipide alimentaire. 

La synthèse de triacylglycérols microbiens a récemment reçu une attention considérable en raison de son potentiel de production durable. produits de grande valeur à partir de déchets. Ces produits comprennent biocarburants, détergents, engrais, cosmétiques et composants pharmaceutiques.

Rhodococcus sp. 24CO, a été isolé des feuilles de cultivars Frantoio sur la côte est du sud de la Patagonie. De nombreux Rhodocoque Les espèces sont connues pour leur capacité à atténuer la pollution persistante et dangereuse telle que les pesticides, les herbicides et les matières radioactives, ainsi que pour leur capacité à convertir un substrat bon marché en composés plus précieux.

Pour évaluer les propriétés et les capacités de la souche, les chercheurs l’ont soumise à divers tests.

En culture, le 24CO a pu se développer sur quatre des 50 sources de carbone testées, dont le fructose, le mannitol, le sorbitol et l'arabitol. Les deux premières, naturellement présentes dans les feuilles d'olivier, ont entraîné des accumulations de triacylglycérols atteignant respectivement 47 % et 28 % du poids sec cellulaire.

Une production élevée de lipides neutres à partir du mannitol s'est également produite dans l'azote, ce qui, selon les auteurs, constitue un comportement non signalé auparavant et pertinent sur le plan industriel, car cela implique que la souche produirait une biomasse élevée et, simultanément, de grandes quantités de triacylglycérols.

L'analyse chimique des extraits de feuilles fraîches et déshydratées de déchets de taille d'olivier a révélé des rapports carbone/azote élevés, indiquant leur adéquation à la production de lipides. 

D'autres cultures ont confirmé ce résultat, produisant plus de 20 % du poids sec des cellules sous forme de lipides neutres avec l'infusion déshydratée et - % avec l'infusion fraîche. Les triacylglycérols produits avec la première ressemblaient à ceux obtenus avec la culture de mannitol.

En outre, les deux cultures ont détecté de petites quantités de polyhydroxybutyrate, un polymère d'intérêt pour plastique biodégradable production. Analyse du génome de Rhodococcus sp. 24CO a confirmé son potentiel pour la synthèse de ces polymères.

L'analyse a également révélé des différences génétiques significatives entre le 24CO et Rhodococcus sp. RHA1, l'un des membres les mieux étudiés du genre. Le 24CO était dépourvu de plusieurs gènes liés au métabolisme redox et azoté présents dans RHA1, qui sont généralement activés dans des conditions de production de lipides. L'absence de ces gènes ne semblait pas entraver l'accumulation de lipides par le 24CO, suggérant des mécanismes de régulation alternatifs.

Bien que la souche 24CO possède moins d'enzymes d'esters de cire que la souche RHA1, ses rendements lipidiques sont égaux ou supérieurs à ceux de la souche précédente. Ceci suggère que les enzymes responsables de la biosynthèse des triacylglycérols dans cette souche pourraient être plus efficaces. Les enzymes de la voie Kennedy étaient toutefois pleinement présentes et présentaient une forte redondance.

Après avoir évalué les conditions environnementales appropriées pour l’espèce, les chercheurs ont conclu qu’elle pouvait survivre et se reproduire entre 4 °C et 30 °C, avec une température optimale de 28 °C. 

Des expériences de salinité et de pH ont montré qu'il pouvait tolérer jusqu'à cinq pour cent en poids par volume de chlorure de sodium avec un pH de six à dix, ou légèrement acide à basique. 

Les auteurs notent également que les surfaces foliaires en Patagonie représentent un environnement hostile, soumis à un rayonnement ultraviolet élevé, à de faibles niveaux de nutriments et à la dessiccation.

Bien que de nombreuses initiatives visent à réduire et réutiliser les déchets d'olives sont en cours, la plupart des déchets de taille des oliviers sont encore brûlés. 

Rien qu'en Espagne, la taille produit environ 1.25 million de tonnes de feuilles chaque année. Les chercheurs estiment que Rhodococcus sp. 24CO est un candidat viable pour transformer cette énorme biomasse en produits durables et précieux, principalement via la biosynthèse des triacylglycérols.

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