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Un nouveau cocktail d’enzymes digère six fois plus rapidement le plastique

Une bouteille d'eau en plastique parmi les ordures sur une plage.

Plus de huit millions de tonnes de plastique aboutissent dans les océans de la planète chaque année.

Photo : iStock

Radio-Canada

Une combinaison d’enzymes peut digérer le plastique jusqu’à six fois plus vite que le fait l’enzyme PETase seule, annoncent des scientifiques américains et britanniques.

Une enzyme est une substance protéinique soluble qui facilite une réaction biochimique.

Depuis 2016, des scientifiques britanniques et américains savent que la bactérie Ideonella sakaiensis, découverte dans un centre de recyclage au Japon, produit une enzyme (la PETase) qui se nourrit uniquement de polytéréphtalate d’éthylène (PET), un plastique qui entre dans la composition de très nombreuses bouteilles.

Dans l’environnement, ce type de plastique met des centaines d’années à se décomposer. Mais en 2018, des scientifiques ont découvert que, dans certaines conditions, la PETase réduit ce délai à seulement quelques jours.

À l’époque, cette découverte a été présentée comme une révolution dans le recyclage du plastique, puisqu'elle permettait d'espérer une solution aux déchets plastiques qui s'accumulent dans la nature.

Repères

  • Les plastiques ont été inventés dans les années 1940.
  • Plus de huit millions de tonnes de plastique aboutissent dans les océans de la planète chaque année.
  • La grande majorité de ces plastiques peut subsister pendant des centaines d’années.
  • La toxicité de ce dérivé du pétrole sur l’environnement et sur la santé des générations futures inquiète les scientifiques.

Une super-enzyme dévoreuse de plastique

L'équipe qui a travaillé sur l'enzyme en 2018 a continué son travail. Elle a combiné la PETase à une deuxième enzyme appelée MHETase, pour améliorer la digestion du plastique. Résultat : le nouveau cocktail a doublé la vitesse de dégradation de la PET. L’ingénierie d’une connexion entre les deux enzymes pour créer une  super-enzyme  a même permis de multiplier cette activité par trois.

Le Britannique John McGeehan de l’Université Portsmouth et le Dr Gregg Beckham du laboratoire américain sur les énergies renouvelables sont à l’origine de cette percée.

Gregg et moi discutions de la façon dont la PETase attaque la surface des plastiques et comment la MHETase coupe les choses en morceaux, il semblait donc naturel de voir si nous pouvions les utiliser ensemble, en imitant ce qui se passe dans la nature.

John McGeehan

Nos premières expériences ont montré qu’ils fonctionnaient effectivement mieux ensemble, nous avons donc décidé d’essayer de les relier physiquement, explique John McGeehan dans un communiqué publié par l’Université Portsmouth.

Nous avons été ravis de constater que notre nouvelle enzyme chimérique est jusqu’à trois fois plus rapide que les enzymes séparées d’origine naturelle, ce qui ouvre la voie à de nouvelles améliorations.

John McGeehan

La découverte de l’enzyme PETase a fait naître l’espoir qu’une solution au problème de la pollution globale du plastique soit à portée de main. Toutefois, la PETase seule ne permettait pas d’espérer un processus assez rapide pour être viable commercialement, notent les auteurs de ces travaux publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

En la combinant avec une seconde enzyme, et en constatant qu’elles agissent ensemble encore plus rapidement, un nouveau pas en avant a été franchi dans la recherche d’une solution au problème des déchets plastiques.

Chercheurs

Concrètement, le travail du nouveau cocktail enzymique permet de ramener le PET à ses éléments constitutifs. Cela pourrait permettre de fabriquer et de réutiliser le plastique à l’infini, et de réduire ainsi notre dépendance aux ressources fossiles telles que le pétrole et le gaz.

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