Apprendre aux Vieilles Bactéries de Nouveaux Tours
Imaginez que vous appreniez à un animal, comme un chien ou un cheval, à exécuter une nouvelle tâche physique, par exemple faire le tour ou sauter par-dessus une barrière. Cela pourrait s’accomplir en quelques jours. Maintenant, imaginez essayer d’inculquer une nouvelle compétence à des bactéries. Et pour ajouter au défi, imaginez-leur apprendre à réaliser quelque chose pour lequel elles sont naturellement programmées à ne pas le faire.
C’est précisément ce qu’ont réussi à faire des chercheurs du Berkeley Lab avec la bactérie Moorella thermoacetica.
Photosynthèse et Nanoparticules
Ces scientifiques ont réussi à amener M. thermoacetica à effectuer un processus de photosynthèse, bien qu’à l’origine, cette bactérie ne soit pas photosynthétique. Plus étonnant encore, ils ont réussi à la faire synthétiser des nanoparticules semi-conductrices dans un système hybride de photosynthèse artificielle, transformant ainsi la lumière du soleil en produits chimiques précieux.
Peidong Yang, un chimiste du département des Sciences des Matériaux de Berkeley Lab et directeur de cette étude, a déclaré : « Nous avons réalisé la première auto-photosensibilisation d’une bactérie non photosynthétique, M. thermoacetica, avec des nanoparticules de sulfure de cadmium pour produire de l’acide acétique à partir du dioxyde de carbone, avec une efficacité et un rendement comparables, voire supérieurs, à ceux de la photosynthèse naturelle. »
Cette recherche a été publiée dans la revue Science sous le titre « Auto-photosensibilisation de bactéries non photosynthétiques pour la production chimique à partir de l’énergie solaire ».
Photosynthèse Artificielle
Pour ceux qui ne le savent pas, la photosynthèse est un processus naturel par lequel certaines plantes exploitent l’énergie solaire pour transformer le dioxyde de carbone et l’eau en glucides. Des versions artificielles de la photosynthèse sont déjà en cours d’exploration.
Le sulfure de cadmium est un semi-conducteur doté d’une structure de bande qui se prête également bien à la photosynthèse. En effet, il n’est pas seulement capable de réaliser des transferts d’électrons directs, mais il agit également comme un acéto-gène, dirigeant près de 90 % de ses produits photosynthétiques vers l’acide acétique.
M. thermoacetica se présente comme le modèle parfait pour démontrer les capacités de ce système hybride de photosynthèse artificielle. Les résultats de l’étude montrent que les biomatériaux peuvent non seulement avoir une qualité suffisante pour réaliser une photochimie utile, mais peuvent également offrir des avantages supplémentaires dans les applications biologiques.
FAQ
Quelle est l’importance de la photosynthèse artificielle ?
La photosynthèse artificielle pourrait offrir des solutions durables pour produire des combustibles et des produits chimiques, aidant à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles.
Quelles autres bactéries pourraient être utilisées dans la recherche sur la photosynthèse ?
Des organismes tels que Synechocystis et Rhodobacter montrent également un potentiel dans les études de photosynthèse artificielle en raison de leurs propriétés uniques.
Les nanoparticules ont-elles d’autres applications en dehors de la photosynthèse ?
Oui, les nanoparticules sont utilisées dans divers domaines, notamment les nanomédicaments, les capteurs et les batteries, en raison de leur capacité à améliorer la réactivité chimique.
Quels sont les défis de la photosynthèse artificielle ?
Les principaux défis incluent l’optimisation des rendements, la stabilisation des systèmes hybrides, et le besoin de les rendre économiquement viables pour une utilisation à grande échelle.
Quels sont les impacts environnementaux potentiels ?
Si la photosynthèse artificielle devient réalité, elle pourrait réduire significativement les émissions de gaz à effet de serre et promouvoir une économie circulaire alimentée par des ressources renouvelables.
