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Quand le silicium s'invite dans la vie

Publié le

Une bactérie qui fabrique des molécules contenant du silicium : c'est la dernière trouvaille des chimistes du Caltech (California Institute of Technology). Une première, car le silicium était jusqu'ici inconnu dans les molécules de la vie. Et une voie beaucoup plus efficace pour obtenir des molécules qui sont aujourd'hui fabriquées par synthèse chimique, et utilisées en pharmacie, dans l'agriculture, les peintures, les semiconducteurs...

Quand le silicium s'invite dans la vie © DR

Le silicium a envahi nos vies. Ça, on le savait : du smartphone au four à micro ondes, en passant par les voitures et autres moyens de transports, l'électronique à base de silicium est partout. Mais voilà qu'il fait un pas de plus, grâce à des chercheurs du Caltech (California Institute of Technology) qui ont convaincu une bactérie de produire des molécules organiques contenant du silicium, avec des liaisons chimiques carbone-silicium inconnues jusqu'ici dans les processus biochimiques.

Des liaisons carbone-silicium, il en existe dans des molécules produites artificiellement, par synthèse chimique, et que l'on retrouve dans l'industrie pharmaceutique, l'agriculture, les peintures, les semiconducteurs... Ces procédés de synthèse reposent sur des catalyseurs coûteux (des métaux rares), avec des rendements de fabrication pas optimaux. C'est d'ailleurs en cherchant des catalyseurs moins chers et plus efficaces que les chimistes du Caltech se sont tournés vers la nature.

Les enzymes, qui sont les catalyseurs des réactions biochimiques dans les cellules et les bactéries, sont réputées pour leur rendement et la sélectivité (peu de produits secondaires) des réactions qu'elles contrôlent. Des performances qui résultent de pas mal d'années d'évolution... Mais pas question de demander à une bactérie de fabriquer des liaisons carbone-silicium. A moins de lui forcer un peu la main, en la contraignant à une petite évolution supplémentaire, dirigée dans le sens voulu.

Une évolution dirigée

C'est ce qu'on fait les chercheurs américains, en allant dénicher, dans des sources chaudes sous-marines de l'Islande,  une bactérie – Rhodothermus Marinus- qui semblait bien disposée : elle contient une protéine (cytochrome c) dont la structure est propice à la catalyse des liaisons carbone-silicium. Moyennant quelques étapes de mutations, les bactéries les plus efficaces ont été sélectionnées (c'est l'évolution dirigée). Et les chercheurs ont abouti à une souche qui sait produire une vingtaine de molécules organiques incluant du silicium, avec des rendements jusqu'à 15 fois supérieurs aux rendements des procédés de synthèse chimique.

C'est la démonstration, affirment les chercheurs, que l'on peut assez facilement détourner les protéines de la nature de leur fonction d'origine, et leur faire réaliser des liaisons chimiques jusqu'ici inconnues en biologie. Ce qui n'étonnera pas les amateurs de science-fiction pour lesquels il existe sans doute ailleurs une autre forme de vie, fondée non plus sur le carbone, mais sur le silicium.


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