Des bactéries génétiquement modifiées accélèrent le captage de carbone dans l’océan selon une étude de Harvard

Des chercheurs de l'Institut Wyss de l'Université Harvard ont modifié génétiquement une bactérie marine pour accélérer l'altération des roches dans l'eau de mer, permettant ainsi d'éliminer davantage de dioxyde de carbone de l'atmosphère. Les résultats, publiés vendredi dans Nature Biotechnology, démontrent que le microbe modifié a accéléré par 2,6 la dissolution de l'olivine, un silicate minéral, dans des bioréacteurs sur mesure alimentés en eau de mer brute provenant du port de Boston.interestingengineering+2

Comment ça marche

L'équipe, dirigée par Pamela Silver et Michael Springer, membres du corps enseignant de l'Institut Wyss, a modifié Alteromonas macleodii, une bactérie marine courante, pour qu'elle produise en continu des sidérophores, des molécules qui éliminent l'oxyde de fer (la rouille) des surfaces minérales. Dans la nature, le fer libéré lors de l'altération de l'olivine s'oxyde et recouvre le minéral, ce qui ralentit sa dissolution et limite le captage du CO2. Les bactéries sauvages produisent des sidérophores pour capter le fer, mais arrêtent cette production dès qu'elles en ont assez pour leur croissance.wyss.harvard+1

« Dès que les bactéries sauvages ont assez de fer pour croître, elles arrêtent complètement de fabriquer des sidérophores », explique le premier auteur Neil Dalvie, qui a dirigé les travaux d'ingénierie en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Pamela Silver. « Pour permettre une altération accélérée à grande échelle, nous avons modifié A. macleodii pour qu'elle produise toujours des sidérophores. Nous avons essentiellement découplé la production de sidérophores des niveaux de fer dans l'environnement. »wyss.harvard

Du laboratoire à l'échelle pilote

Après des résultats prometteurs à petite échelle à l'aide de bioréacteurs eVOLVER, l'équipe a construit des systèmes pilotes contenant plusieurs kilogrammes de sable d'olivine verte immergés dans des dizaines de litres d'eau de mer non traitée. Fonctionnant en régime permanent, le système a capturé 0,5 gramme de CO2 atmosphérique par jour. Une analyse de cycle de vie menée en collaboration avec le groupe de Steven Davis à la Stanford Doerr School of Sustainability a confirmé que cette approche permet d'obtenir une élimination nette de carbone et a identifié les paramètres nécessaires à sa viabilité industrielle.interestingengineering+1

Perspectives d'avenir

Les chercheurs envisagent de cultiver les bactéries modifiées dans de grands bassins ouverts semblables à des stations d'épuration, en y pompant de l'eau de mer en continu avant de rejeter dans l'océan une eau alcaline et riche en carbone. Les travaux futurs se concentreront sur l'identification de gisements minéraux économiquement viables et sur la possibilité d'extraire des métaux précieux parallèlement à la séquestration du carbone.interestingengineering+1

« Nous pensons que cette stratégie d'ingénierie environnementale, facile à appliquer et sans risque, pourrait être mise en œuvre dans de nombreux endroits avec des résultats concrets en matière de décarbonation », a déclaré Pamela Silver.wyss.harvard