Une étude, dont les résultats intitulés «Continuous photoproduction of hydrocarbon drop-in fuel by microbial cell factories» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, a permis de montrer que la bactérie modèle Escherichia coli pouvait être modifiée génétiquement pour fabriquer en continu des hydrocarbures volatils grâce à une réaction photochimique. Comme ces hydrocarbures sont similaires à ceux trouvés dans l’essence et le kérosène et peuvent être facilement capturés sous une forme pure dans la phase gazeuse des cultures, le procédé en question élimine les coûts de récolte, d’extraction des produits et de raffinage dans le cadre de cultures de microorganismes.

Concrètement, il a été montré qu’en introduisant, dans la bactérie E. coli, «la combinaison de deux gènes, l’un codant pour une enzyme de plante, l’autre pour une photoenzyme de microalgue, on pouvait obtenir une culture bactérienne qui produit en continu des quantités importantes d’hydrocarbures volatils». En fait, «l'enzyme de plante permet de raccourcir les acides gras produits naturellement par la bactérie», tandis que «la photoenzyme de microalgue permet, sous l’effet d’une faible lumière apportée à la culture, une conversion efficace de ces acides gras raccourcis en hydrocarbures encore plus petits, donc plus volatils».

Ces hydrocarbures ayant tendance à sortir des cellules, ils peuvent «être simplement capturés et concentrés à partir de la phase gazeuse des cultures». De plus, ils ont en «l’avantage d’être sous une forme très pure, ce qui limite la formation de particules fines lors de la combustion». Il est maintenant envisagé de «transférer ce procédé à un microorganisme photosynthétique (microalgue ou cyanobactérie), c’est-à-dire à un microorganisme qui ne nécessitera plus d’ajout de sucre dans le milieu de culture, contrairement à E.Coli, mais utilisera le CO2 atmosphérique comme source de carbone».

Soulignons que si «l'utilisation de microorganismes pour produire des carburants est une voie prometteuse», elle «n'est pas encore économiquement viable du fait d’étapes très coûteuses : récolte de la biomasse (cellules), extraction des produits d’intérêt, transformation chimique en carburants et élimination des impuretés (raffinage)».

Le procédé ici présenté «s’inscrit donc dans une stratégie de réduction des coûts par production de molécules de type hydrocarbures qui sont directement utilisables comme carburants et qui sont plus facilement récupérables que d’autres composés qui ne sont pas volatils et doivent donc être extraits des cellules (par exemple les huiles de réserve)».

Jusqu'ici, «les études de production d’hydrocarbures par des microorganismes qui avaient été menées» s’étaient essentiellement intéressées «aux hydrocarbures présents à l’intérieur des cellules et peu à ceux relâchés dans la phase gazeuse des cultures». Ainsi, au bout du compte, cette étude représente une avancée significative en apportant «la démonstration que les hydrocarbures peuvent être récupérés en quantité importante et sous forme très pure dans la phase gazeuse des cultures, tout en faisant appel à une voie enzymatique utilisant l’énergie lumineuse (photoenzyme)».