Les chercheurs ont analysé plus de 200 millions de gènes présents dans des échantillons d’ADN prélevés dans l’environnement et ont découvert 30 000 enzymes différentes capables de dégrader dix types de plastique différents.
L’étude, qui constitue la première évaluation mondiale à grande échelle du potentiel de dégradation du plastique par les bactéries, a révélé qu’un organisme analysé sur quatre était porteur d’une enzyme appropriée. Les chercheurs ont constaté que le nombre et le type d’enzymes découverts correspondaient à la quantité et au type de pollution plastique dans différents endroits.
Selon les scientifiques, ces résultats “apportent la preuve d’un effet mesurable de la pollution plastique sur l’écologie microbienne mondiale”.
Des millions de tonnes de plastique sont déversées dans l’environnement chaque année, et la pollution s’étend désormais à toute la planète, du sommet du mont Everest aux profondeurs des océans. Il est essentiel de réduire la quantité de plastique utilisée, ainsi que de collecter et de traiter correctement les déchets.
Mais de nombreux plastiques sont actuellement difficiles à dégrader et à recycler. L’utilisation d’enzymes pour décomposer rapidement les plastiques en leurs éléments constitutifs permettrait de fabriquer de nouveaux produits à partir des anciens, réduisant ainsi la nécessité de produire du plastique vierge. Cette nouvelle recherche permet d’étudier de nombreuses nouvelles enzymes et de les adapter à un usage industriel.
“Nous avons trouvé de nombreux éléments de preuve qui confirment que le potentiel de dégradation du plastique du microbiome mondial est en forte corrélation avec les mesures de la pollution plastique environnementale, une démonstration significative de la façon dont l’environnement répond aux pressions que nous lui imposons”, a indiqué le professeur Aleksej Zelezniak, de l’université de technologie de Chalmers en Suède.
Jan Zrimec, également de l’université Chalmers, a déclaré : “Nous ne nous attendions pas à trouver un si grand nombre d’enzymes dans autant de microbes et d’habitats environnementaux différents. C’est une découverte surprenante qui illustre vraiment l’ampleur du problème.”
Selon les chercheurs, l’explosion de la production de plastique au cours des 70 dernières années, qui est passée de 2 millions de tonnes à 380 millions de tonnes par an, a donné aux microbes le temps d’évoluer pour faire face au plastique. L’étude, publiée dans la revue Microbial Ecology, a commencé par compiler un ensemble de données sur 95 enzymes microbiennes déjà connues pour dégrader le plastique, que l’on trouve souvent dans les bactéries des décharges et d’autres endroits où le plastique est omniprésent.
L’équipe a ensuite recherché des enzymes similaires dans des échantillons d’ADN environnementaux prélevés par d’autres chercheurs dans 236 endroits différents du monde. Il est important de noter que les chercheurs ont éliminé les faux positifs potentiels en comparant les enzymes initialement identifiées avec les enzymes de l’intestin humain, qui n’est pas connu pour avoir des enzymes dégradant le plastique.
Environ 12 000 de ces nouvelles enzymes ont été trouvées dans des échantillons d’océan, prélevés à 67 endroits et à trois profondeurs différentes. Les résultats ont montré que les niveaux d’enzymes de dégradation étaient systématiquement plus élevés dans les profondeurs, ce qui correspond aux niveaux élevés de pollution plastique connus dans les profondeurs.
Les échantillons de sol, prélevés sur 169 sites dans 38 pays et 11 habitats différents, contenaient 18 000 enzymes dégradant les plastiques. Les sols sont connus pour contenir plus de plastiques contenant des phtalates que les océans et les chercheurs ont trouvé plus d’enzymes qui s’attaquent à ces produits chimiques dans les échantillons terrestres.
Selon les scientifiques, près de 60 % des nouvelles enzymes n’entraient dans aucune classe d’enzymes connue, ce qui suggère que ces molécules dégradent les plastiques d’une manière inconnue jusqu’alors.
“La prochaine étape consisterait à tester les enzymes candidates les plus prometteuses en laboratoire afin d’étudier de près leurs propriétés et le taux de dégradation des plastiques qu’elles peuvent atteindre”, a confié Zelezniak. “À partir de là, vous pourriez concevoir des communautés microbiennes avec des fonctions de dégradation ciblées pour des types de polymères spécifiques.”
Le premier insecte qui mange du plastique a été découvert dans une décharge japonaise en 2016. Les scientifiques l’ont ensuite modifié en 2018 pour tenter d’en savoir plus sur son évolution, mais ont créé par inadvertance une enzyme encore plus performante pour décomposer les bouteilles en plastique. En 2020, d’autres modifications ont permis de multiplier par six la vitesse de dégradation.
Une autre enzyme mutante a été créée en 2020 par la société Carbios, qui décompose les bouteilles en plastique en quelques heures en vue de leur recyclage. Des scientifiques allemands ont également découvert une bactérie qui se nourrit du plastique toxique qu’est le polyuréthane, généralement déversé dans les décharges.
La semaine dernière, des scientifiques ont révélé que les niveaux de microplastiques connus pour être ingérés par les gens via leur alimentation causaient des dommages aux cellules humaines en laboratoire.
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Opresse
