Recherche De la mélanine produite à partir... de champignons!

La mélanine est plus chère que l'or. Des chercheurs de l'Empa sont parvenus à produire ce pigment en grande quantité à partir d'un champignon. Les applications vont de la préservation du bois des instruments de musique au filtrage de l'eau, entre autres.

Keystone-SDA, uc, ats

09.03.2021, 12:08

09.03.2021, 12:13

ATS

Le pigment mélanine qui protège, par exemple, la peau humaine des rayons UV nocifs et lui confère son bronzage, est un véritable trésor pour de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, a indiqué mardi le Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (Empa).

Bien qu'il se trouve dans la nature, ce biopolymère complexe ne pouvait auparavant être produit à l'échelle industrielle que par des procédés coûteux et complexes dans lesquels toutes les propriétés ne pouvaient pas être reproduites. Les procédés de production de mélanine naturelle à partir de microorganismes ont jusqu'à présent également montré un faible rendement.

L'équipe de Francis Schwarze à l'Empa est parvenue à «convaincre» un champignon de produire cet «or noir» selon un procédé simple et très évolutif. Il s'agit d'un champignon qui se trouve dans la forêt comme parasite des plantes: Armillaria cepistipes ou armillaire pied-bot.

Liquide nutritif

Son métabolisme lie les métaux lourds, fait briller le bois dans le noir et produit de la mélanine. «Nous avons sélectionné une lignée prometteuse du champignon Armillaria, qui, grâce à notre technologie, produit désormais environ 1000 fois plus de mélanine que les autres micro-organismes avec lesquels on a déjà tenté de produire des pigments», explique Francis Schwarze, cité dans le communiqué.

L'astuce: la souche fongique sélectionnée vit dans un liquide nutritif et libère la mélanine dans l'environnement. «Nous avons ainsi rendu possible une production durable, qui ne nécessite plus les longues étapes d'extraction comme les processus microbiologiques antérieurs», ajoute le chercheur. Au bout de trois mois, un litre de culture Armillaria avait déjà produit environ 20 grammes de mélanine.

Les scientifiques travaillent sur différentes applications, par exemple un système de purification de l'eau. «Nous avons intégré la mélanine organique dans des polymères artificiels comme le polyuréthane», explique Anh Tran-Ly, chercheuse à l'Empa.

Au moyen de l'électrofilage, le mélange de polymères a été filé en fibres très fines pour former des membranes. L'équipe de l'Empa a découvert que les membranes composites à base de mélanine permettent d'éliminer jusqu'à 94% du plomb des eaux polluées.

Noir comme l'ébène

Dans la nature, les champignons utilisent la pigmentation de la mélanine pour se protéger des organismes concurrents qui envahissent l'environnement. Les scientifiques ont eu l'idée de placer du bois d'épicéa dans une suspension de mélanine, ce qui permet d'obtenir un bois sombre et profond dont la couleur est comparable à celle de l'ébène. Une manière de protéger les forêts tropicales.

Un troisième débouché concerne la préservation des instruments de musique. Afin de développer un produit de protection du bois à base de mélanine, l'Empa participe à un projet de recherche récemment lancé et soutenu par Innosuisse. Il s'agit de reconstruire un instrument à vent historique, le Serpentino.

Outre la Haute école spécialisée du Nord-Ouest de la Suisse et le Musée historique de Bâle, le partenaire du projet est la société SBerger, aux Bois (JU), qui est responsable de la mise en œuvre pratique.

Record mondial

L'armillaire est davantage connu pour être la plus grande créature vivante du monde: un spécimen vieux de 2400 ans développe ses filaments sur une superficie de plusieurs kilomètres carrés dans l'Etat américain de l'Oregon.

Et le plus grand champignon d'Europe se trouve en Suisse, au col de l'Ofen (GR). Cet Armillaria couvre une superficie de 50 terrains de football. Il doit son âge d'environ 1000 ans au pigment mélanine, qui protège les fils fongiques noirs des dommages causés par l'environnement, lit-on dans le magazine Empa Quarterly.