Un « accident » de laboratoire devient une enzyme mutante qui dévore le plastique.
Les scientifiques ont accidentellement créé une enzyme qui a un appétit pour… le plastique, le type omniprésent utilisé pour fabriquer des bouteilles d’eau et de soda, et qui peut normalement prendre des centaines d’années à se dégrader.
Tout a commencé lorsque les chercheurs ont examiné de plus près la structure cristalline d’une enzyme récemment découverte appelée PETase, qui évoluait naturellement et était déjà connue pour décomposer et digérer le plastique en polyéthylène téréphtalate (PET).
Mais leur enquête a eu un résultat improbable : ils ont introduit une mutation dans la PETase. Le résultat a été un nouveau type d’enzyme qui digère le plastique plus efficacement que l’original. L’amélioration était faible, mais elle laissait entrevoir la possibilité de modifier les enzymes dévoreuses de plastique pour augmenter considérablement leur « appétit » pour le PET, ont rapporté les scientifiques dans une nouvelle étude.
« La sérendipité joue souvent un rôle important dans la recherche scientifique fondamentale, et notre découverte ici ne fait pas exception », a déclaré John McGeehan, professeur de biologie structurale à l’Université de Portsmouth au Royaume-Uni, dans un communiqué.
La PETase a été détectée pour la première fois dans la bactérie Idéonella sakaiensis, qui a utilisé l’enzyme pour grignoter du plastique dans le sol d’une installation de recyclage de bouteilles en PET au Japon, selon l’étude. Les scientifiques pensent que la fonction de l’enzyme dans un passé lointain était de décomposer un revêtement cireux sur les plantes. Les chercheurs souhaitaient donc découvrir comment l’enzyme avait pu évoluer de la digestion de la matière végétale au plastique.
Mais, au cours de leur exploration, ils ont suffisamment modifié la structure de l’enzyme pour améliorer la consommation de plastique de l’enzyme, ont écrit les scientifiques dans l’étude.
PETase ne fonctionne pas très rapidement – du moins, pas assez rapidement pour faire une brèche dans les déchets plastiques qui s’accumulent dans le monde. Alors que la nouvelle enzyme mutante fonctionne un peu plus rapidement que la PETase, sa caractéristique la plus importante réside dans sa capacité à consommer un autre type de plastique : le furandicarboxylate de polyéthylène (PEF), « forant littéralement des trous dans l’échantillon de PEF », co-auteur de l’étude Gregg Beckham , ingénieur principal au Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), a déclaré dans un communiqué publié par le NREL.
Cependant, même l’enzyme mangeuse de plastique la plus vorace aura beaucoup de déchets plastiques à parcourir avant d’avoir faim. Les humains ont chargé la planète d’environ 9 milliards de tonnes (8,3 milliards de tonnes métriques) de plastique, dont la moitié a été produite depuis 2004, a précédemment rapporté.
Les nouvelles découvertes suggèrent qu’il pourrait être possible de résoudre le problème mondial de la pollution plastique en introduisant des améliorations conçues par l’homme à une enzyme qui est déjà apte à consommer des plastiques (comme la PETase mutante) – et à travailler plus avant avec cette enzyme (et son cousins mutants) pourraient en faire des mangeurs de plastique encore plus efficaces, ont rapporté les auteurs de l’étude.
« Compte tenu de ces résultats, il est clair qu’il reste un potentiel important pour améliorer encore son activité », a déclaré le co-auteur de l’étude, Nicholas Rorrer, chercheur postdoctoral au NREL, dans le communiqué du NREL.
