Recette verte : une levure modifiée stimule la production d'acide D-lactique

Recette verte : une levure modifiée stimule la production d'acide D-lactique

Osaka Metropolitan University*

Production efficace et écologique d'acide D-lactique avec la levure Komagataella phaffii qui utilise le méthanol.

L'optimisation de K. phaffii avec une combinaison appropriée de gènes enzymatiques et de promoteurs améliore la conversion du méthanol en acide D-lactique.

Crédit : Université Métropolitaine d'Osaka

La souche construite atteint un rendement record à partir du méthanol, ce qui fait progresser la bioproduction écologique.

Les bonnes recettes nécessitent une combinaison parfaite d'ingrédients, et les recettes biotechnologiques ne font pas exception à la règle.

Des chercheurs de l'Osaka Metropolitan University ont découvert la « recette » génétique idéale pour transformer la levure en une usine écologique minuscule mais puissante qui convertit le méthanol en acide D-lactique, un composé clé utilisé dans les plastiques biodégradables et les produits pharmaceutiques. Cette approche pourrait permettre de réduire la dépendance à l'égard des procédés à base de pétrole et contribuer à une production chimique plus durable.

L'acide lactique est largement utilisé dans l'alimentation, les cosmétiques, les produits pharmaceutiques et les bioplastiques. Il existe sous deux formes : l'acide L-lactique et l'acide D-lactique. Comparé à son homologue, l'acide D-lactique est beaucoup moins disponible et beaucoup plus cher.

« La plupart des bactéries lactiques ne peuvent produire que de l'acide L-lactique, tandis que les méthodes de synthèse chimique ne produisent qu'un mélange des deux formes », explique M. Ryosuke Yamada, professeur associé à l'École Supérieure d'Ingénierie de l'Université Métropolitaine d'Osaka et auteur principal de cette étude.

À la recherche d'un moyen plus efficace de produire de l'acide D-lactique, l'équipe s'est tournée vers Komagataella phaffii, une levure capable d'utiliser le méthanol. Leur objectif était de déterminer la combinaison optimale de gènes et de promoteurs de la D-lactate déshydrogénase (D-LDH) chez K. phaffii qui maximiserait la capacité de la levure à produire de l'acide D-lactique à partir du méthanol. La D-LDH est une enzyme clé responsable de la conversion des molécules précurseurs en acide D-lactique, tandis que les promoteurs sont des séquences d'ADN qui régulent l'expression des gènes.

Après avoir testé cinq gènes D-LDH différents et huit promoteurs, les chercheurs ont identifié un mélange idéal qui a permis de multiplier par 1,5 la production d'acide D-lactique par rapport à d'autres méthodes basées sur le méthanol.

« À notre connaissance, notre levure modifiée a atteint le rendement le plus élevé jamais rapporté en utilisant le méthanol comme seule source de carbone », a déclaré M. Yamada.

Ces résultats montrent que les souches de levures modifiées peuvent être adaptées pour produire une large gamme de composés utiles à des fins commerciales. Face aux préoccupations mondiales croissantes concernant l'épuisement des combustibles fossiles et l'impact sur l'environnement, la capacité de synthétiser des produits chimiques à partir de sources de carbone renouvelables telles que le méthanol est considérée comme une avancée essentielle pour le développement durable.

« Cette étude démontre qu'en optimisant soigneusement les combinaisons de gènes et de promoteurs, il est possible d'améliorer considérablement l'efficacité des processus microbiens, offrant ainsi une alternative viable à la production traditionnelle de produits chimiques à base de pétrole », a déclaré M. Yamada.

L'étude a été publiée dans Biotechnology for Biofuels and Bioproducts.

Financement

Société Japonaise pour la Promotion de la Science (numéro de subvention JP22H03803)

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* Source : Green recipe: engineered yeast boosts D-lactic acid production | Osaka Metropolitan University