Découverte d’une bactérie vorace capable de dégrader des polyesters

Le polyéthylène téréphtalate (PET ) est un polymère utilisé dans la fabrication du plastique qui est hautement résistant à la biodégradation. Il est produit industriellement par polycondensation de l’acide téréphtalique ou du diméthyl-téréphtalate avec l’éthylène glycol. À ce jour, on ne connaissait que très peu d’espèces de champignons, et aucune bactérie, qui était capable de dégrader ce polymère.

Une équipe de chercheurs japonais, dirigés par Dr Kohei Oda de l’Institut de technologie de Kyoto et Dr Kenji Miyamoto de l’université Keio, ont prélevé 250 échantillons de débris de PET et les ont analysés pour voir si des micro-organismes (bactéries) pouvaient dépendre de l’un des composants du PET comme source majeure de carbone pour leur croissance.
 
Ils ont identifié Ideonella sakaiensis 201-F6, qui s’est montrée capable de dégrader presque entièrement un mince film de PET après six semaines, à une température de 30 degrés Celsius.
 
Des analyses plus poussées ont permis d’identifier une enzyme, ISF6_4831, qui en contact avec l’eau transforme le PET en une substance intermédiaire, qui est découpée à nouveau en générant une seconde enzyme,  l’ISF6_0224.
 
« En analysant des populations microbiennes naturelles exposées au PET dans l'environnement, nous avons isolé une nouvelle espèce de bactérie, Ideonella sakaiensis 201-F6, qui est capable de s’adapter au PET et d’en tirer sa principale source d’énergie et le carbone nécessaire à sa croissance », expliquent les scientifiques. « Lorsqu'elle est cultivée sur du PET, Ideonella sakaiensis produit deux enzymes qui hydrolysent le PET et est capable de générer l’intermédiaire acide mono(2-hydroxyéthyl) téréphtalique. »

« Ces deux enzymes sont nécessaires pour convertir efficacement le PET en deux substances inoffensives pour l'environnement, l‘acide téréphtalique et l‘éthylène-glycol » ils disent. Les  enzymes ISF6_4831 et ISF6_0224 semblent posséder des propriétés et des fonctions uniques par rapport aux enzymes apparentés ou à d’autres bactéries et soulèvent des questions quant à la façon dont ces bactéries plastivores ont évolué.

L’équipe espère que cette découverte ouvrira de nouvelles voies pour dégrader le plastique en utilisant soit les bactéries elles-mêmes, soit les deux enzymes qu’elles génèrent pour effectuer leur travail.

Il est urgent de disposer de nouvelles possibilités de dégrader le PET car de grandes quantités de déchets s’accumulent sur les décharges et dans le milieu naturel, partout dans le monde. En 2013, 56 millions de tonnes de PET ont été fabriquées – soit un quart environ de toutes les matières plastiques produites cette année-là , mais seulement 2,2 millions de tonnes ont été recyclées, disent les chercheurs.

Pour en savoir plus :
La découverte a été publiée dans la revue Science.
http://science.sciencemag.org/content/351/6278/1196

Référence :
Shosuke Yoshida et al. 2016. A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Science, vol. 351, no. 6278, pp. 1196-1199; doi: 10.1126/science.aad6359

(sciNews/new scientist/wi)