Des scientifiques découvrent des champignons capables de manger du plastique

12 mai 2023

Matthew Agius est rédacteur scientifique pour Cosmos Magazine.

Les chercheurs ont découvert des champignons qui dévorent les plastiques largement utilisés et tentent maintenant d’intensifier le processus.

Les champignons étudiés dans le cadre de la recherche sont communs dans la nature – Aspergillus terreus, une moisissure du sol et Engyodontium album – et possèdent des enzymes spéciales qui facilitent la dégradation du plastique.

Les deux peuvent décomposer le polypropylène, un plastique flexible et bon marché utilisé dans la fabrication d’emballages, de pièces automobiles et de batteries, et largement utilisé dans d’autres industries manufacturières.

Il est peu probable que l’utilisation des plastiques, notamment industriellement, soit terminée de si tôt. Mais à mesure que le public est de plus en plus conscient du rôle du plastique dans la pollution des écosystèmes et en tant que produit final de l’utilisation du pétrole fossile, la demande de matériaux ayant moins d’impact sur l’environnement augmente.

Pour tester si leurs champignons rongeraient le plastique, les chercheurs ont prétraité des échantillons de polypropylène avec de la chaleur, de la lumière ultraviolette ou du réactif de Fenton (une solution de peroxyde d'hydrogène et de fer).

Les échantillons ont ensuite été ajoutés à une boîte de Pétri avec une seule culture de l'un ou l'autre des deux champignons et incubés pendant des périodes de 30 et 90 jours.

En un mois, un cinquième du plastique avait été réduit. En trois mois, plus d'un quart avait disparu.

Une autre bactérie qui digère le plastique pourrait être la clé pour résoudre un vieux mystère

Cependant, les champignons n'ont pas de bouche, alors qu'est-ce qui leur permet de « manger » le plastique ? Le processus observé dans le laboratoire de Sydney se résume aux enzymes uniques produites par chaque champignon, qui leur permettent de décomposer le polypropylène en molécules plus simples pouvant être absorbées par les champignons.

Ce sont ces enzymes qui sont étudiées de près dans le cadre de l'expérience.

"Nous voulons voir quelle est l'efficacité de ces enzymes qui aident réellement à dégrader ce plastique", explique Amira Farzana Samat, qui a mené les expériences à l'École de génie chimique et moléculaire de l'Université de Sydney sous la supervision du professeur Ali Abbas.

"Fondamentalement, de nombreux types d'enzymes peuvent être produits par les champignons, mais nous nous concentrons sur cette enzyme lactase particulière, connue pour être produite par de nombreux autres types de champignons."

Les premières indications suggèrent que l'hydrogène, le dioxyde de carbone et le méthane résultent du festin fongique, ainsi que des morceaux de plastique de taille micrométrique.

Les recherches de Samat et Abbas en sont actuellement à l'échelle du laboratoire, mais leurs premiers résultats leur donnent l'espoir d'une future extension du processus.

En travaillant avec l'expert en mycologie de l'université pour identifier des champignons à l'état naturel et sûrs à utiliser pour la dégradation du plastique, il y aura probablement d'autres candidats potentiels capables de travailler plus rapidement ou plus efficacement pour mâcher des matériaux indésirables.

« Nous sommes sur le point de concrétiser cette mise en œuvre commerciale », déclare Abbas.

"Cela nécessitera une certaine ingénierie des procédés chimiques et nous le faisons actuellement pour nous assurer que nous pouvons étendre ce processus à une installation pilote."

Une question à laquelle leurs expériences pourraient également répondre – et éclairer les résultats commerciaux – est de savoir si les champignons sont vraiment nécessaires. Si les enzymes spécifiques produites par les champignons sont responsables de la détérioration, il pourrait être possible d'isoler ces molécules.

Mais Samat prévient qu'une telle démarche pourrait avoir des inconvénients indéniables si d'autres propriétés fongiques facilitent le processus de dégradation. C'est pour cette raison qu'elle se concentre sur l'utilisation de l'ensemble du système biologique.

« Nous avons constaté que l'utilisation de microbes entiers est en réalité plus efficace, car nous savons que ce n'est pas la seule enzyme particulière qui peut aider. D’autres types d’enzymes le peuvent également », explique Samat.

« Nous ne disposons pas d'un ensemble expérimental complet pour extraire les enzymes ou les métabolites secondaires capables d'être produits par ces champignons.

« Si, disons un jour, nous sommes capables de tout déterminer – tous les métabolites ou enzymes – et d'en sélectionner un qui peut se dégrader davantage que les autres, nous pourrons peut-être le faire.