Biotechnologies Optimiser les enzymes mangeurs de plastique

La bactérie Ideonella sakaiensis possède des enzymes qui décomposent le plastique, mais son rendement laisse à désirer. Des chercheurs zurichois tentent d'améliorer son efficacité avec un système de sélection robotisé et de l'intelligence artificielle.

Ce sont des chercheurs japonais qui ont découvert cette enzyme appelée PETase il y a quatre ans dans le sol d'une installation de recyclage de PET à Osaka. Mais elle travaille trop lentement pour s'attaquer à des montagnes de plastique.

L'équipe de Rebecca Buller à la Haute école zurichoise des sciences appliquées (ZHAW) a décidé d'appliquer la méthode de l'évolution dirigée – récompensée du Prix Nobel de chimie en 2018 – pour augmenter son efficacité.

Les scientifiques zurichois ont ainsi déjà sélectionné en laboratoire plusieurs centaines de variantes de l'enzyme en les nourrissant de microplastiques et en observant lesquelles sont les plus rapides, a indiqué mercredi la ZHAW dans un communiqué.

Les gagnantes vont maintenant servir de base à une nouvelle ronde évolutive qui sera cette fois robotisée. Une plate-forme automatisée fabriquera plusieurs milliers de variantes de l'enzyme par semaine, ce qui prendrait dix fois plus de temps à un être humain.

Le processus sera en outre assisté par des algorithmes d'intelligence artificielle chargés de faire des propositions d'optimisation de la structure des enzymes sur la base des données récoltées en laboratoire. Cela permet par exemple de déterminer quels acides aminés sont les plus importants pour la dégradation du PET.

L'équipe espère ainsi créer des «super-enzymes» capables par exemple de purifier l'eau potable des microplastiques. Une application dans le recyclage du PET est également envisageable, selon Mme Buller. Des chercheurs de l'EPF de Zurich contribuent également à ces travaux.

https://youtu.be/udDnUDHRMKw