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Cette avancée extraordinaire pourrait conduire à une réduction des émissions de CO2 avec l’utilisation de bio-carburants. Dans une découverte révolutionnaire qui pourrait ouvrir la voie à la création d’hydrocarbures sans émission de CO2, des chercheurs de l’Institut Weizmann de Science ont produit des bactéries conçues génétiquement qui peuvent vivre en se nourrissant de dioxyde de carbon, plutôt que de sucre.

Cette avancée extraordinaire – annoncée mercredi dans Cell et rapidement reprise par des publications prestigieuses comme Nature – pourrait conduire à une réduction des émissions de CO2 avec l’utilisation de bio-carburants ou de nourriture qui aideraient aussi à réduire le dioxyde de carbone en excès dans l’atmosphère, où il participe au réchauffement global.

Les plantes et des cyanobactéries vivant dans l’océan effectuent une photosynthèse, en prenant de l’énergie de la lumière pour transformer le CO2 en une forme de carbone organique qui peut être utilisé pour former de l’ADN, des protéines et des matières grasses.

Alors qu’il est difficile de modifier génétiquement ces photo-synthétiseurs, l’équipe de Weizmann, sous la direction du professeur Ron Milo, a pris des bactéries E. Coli – plus souvent associées à des intoxications alimentaires – et a passé dix ans à les sevrer du sucre et à les entraîner à « manger » du dioxyde de carbone, à la place.

Grâce à une manipulation génétique, les chercheurs ont permis à la bactérie de convertir du CO2 en carbone organique, substituant l’énergie du soleil – un ingrédient vital au processus de photosynthèse – à une substance appelée formate. Cette substance attire également l’attention en tant que source potentielle d’une électricité propre.

Pour permettre à la bactérie de passer du sucre au dioxyde de carbone, l’équipe, qui comprenait aussi Roee Ben-Nissant, Yinon Bar-On et d’autres chercheurs du Département des sciences environnementales et des plantes de l’Institut, a presque totalement privé les bactéries de sucre (glucose), tout en leur donnant une grande quantité de dioxide de carbone et de formate.

Ils ont développé plusieurs générations pour voir si l’évolution permettrait à certaines bactéries de muter, et si elles pourraient survivre uniquement avec du CO2. Après un an, certaines des bactéries de la nouvelle génération étaient totalement passées au CO2, avec une modification de seulement 11 gènes.

Les bactéries de laboratoire qui sont passées aux CO2 étaient alimentées avec de très forts taux du gaz. Pourtant, dans des conditions atmosphériques régulières, elles auraient encore besoin de sucre pour vivre.
« Notre laboratoire a été le premier à étudier l’idée d’un changement du régime alimentaire d’un hétérotrophe normal [qui mange des substances organiques] pour le convertir en autotrophes [‘vivant d’air’], a déclaré Milo. Cela semblait impossible au départ, mais nous avons appris de nombreuses leçons en chemin et, au final, nous avons montré que c’était effectivement possible. Nos conclusions constituent une étape importante vers notre objectif d’obtenir des applications scientifiques efficaces et propres ».