EXTRÉMOPHILES

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Les polymères bactériens

Parmi les polymères d'origine biologique (biopolymères), les polysaccharides, longues molécules formées de l'enchaînement de motifs similaires, en l'occurrence de glucides appelés couramment sucres, présentent une diversité de structure qui offre un large spectre de propriétés fonctionnelles. Outre l'intérêt connu de ces biopolymères dans l'exploitation pétrolière, dans l'agro-alimentaire comme agents de texture ou dans les industries papetières, les scientifiques et l'industrie pharmaceutique s'intéressent de plus en plus aux activités biologiques de ces molécules.

Initialement dominé par les gommes d'origine végétale ou algale, le marché s'ouvre désormais aux polysaccharides issus de bactéries (exopolysaccharides). Ces derniers présentent quelques atouts, comme l'absence de dépendance vis-à-vis d'aléas climatiques, écologiques et politiques pouvant par ailleurs affecter la qualité, le coût et l'approvisionnement de leurs homologues extraits d'algues ou de plantes. Agir sur les conditions de fermentation (sources de carbone, température, aération, pH, etc.) en vue d'optimiser la production, ainsi que sur le matériel génétique de ces micro-organismes, constitue donc des axes de recherche auxquels vient naturellement s'ajouter celui de la découverte de nouveaux micro-organismes capables de synthétiser ces polysaccharides. Notons enfin que les polymères issus de la fermentation bactérienne présentent généralement un degré de régularité de structure plus important et peuvent être extraits et purifiés sans l'utilisation de conditions drastiques. Les inconvénients de ces polymères bactériens restent liés aux micro-organismes eux-mêmes, à leur manipulation et à leur conservation ainsi qu'à la production de métabolites secondaires associés à la fermentation.

Les sources marines hydrothermales, où règnent des conditions atypiques (température comprise entre 2 et 350 0C, pression comprise entre 20 et 60 mégapascals), constituent un champ d'investigation privilégié pour la recherche de nouvelles espèces et de biomolécules aux propriétés originales. À partir de la collection générée à l'issue des différentes campagnes océanographiques et comprenant, à ce jour, plus de 1 300 isolats, les chercheurs de l'Ifremer (Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer) ont caractérisé un nombre significatif de souches de polysaccharides en conditions de laboratoire. Si ces bactéries, appartenant aux genres Alteromonas, Pseudoalteromonas, Pseudomonas et Vibrio, ont une origine extrémophile, elles n'ont pas besoin de conditions extrêmes pour se développer. La production de ces polysaccharides reste alors en adéquation avec les réalités industrielles.

Ces biopolymères peuvent présenter des caractéristiques physico-chimiques, rhéologiques et biologiques innovantes avec, donc, des applications dans différents secteurs industriels. À titre d'exemple, certains d'entre eux possèdent un pouvoir de rétention des métaux lourds tout à fait significatif, dépassant des valeurs de 350 mg de plomb (Pb++) par gramme de polymère, ce qui en fait de bons candidats pour des applications en matière d'environnement et de bioremédiation. D'autres biopolymères ont trouvé des applications en cosmétologie et de nombreuses études sont en cours pour évaluer le potentiel de ces molécules dans les domaines de l'oncologie, de la régénération tissulaire et en matière cardio-vasculaire.

D'autres biopolymères d'importance sont représentés par les polyesters bactériens biodégradables. Rappelons que près de 300 millions de tonnes de matériaux plastiques dérivés de la pétrochimie sont produits chaque année dans le monde dont 80 p. 100 sont destinés aux besoins de la vie courante. Ainsi, par exemple, près de 14 milliards de sacs plastiques sont utilisés chaque année en France, plus de 6 milliards en Australie. Les polymères biodégradables constituent désormais une alternative à ce type de matériaux synthétiques et aux problèmes environnementaux qui leur sont associés. Selon plusieurs analyses, le marché de ces polymères biodégradables pourrait prendre, dans les prochaines décennies, entre 10 et 20 p. 100 du marché de [...]

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Écrit par :

  • : directeur de l'Ifremer, centre de Sète
  • : responsable du programme Prospection et valorisation des ressources biologiques, Ifremer, centre de Brest

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Pour citer l’article

Jacques DIETRICH, Jean GUEZENNEC, « EXTRÉMOPHILES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/extremophiles/