L’invention d’un procédé « CRISPR » qui modifie le génome des arbres pour du papier plus durable

Le papier est un matériau que nous utilisons presque quotidiennement. Réduire son impact environnemental devient alors une nécessité. Rodolphe Barrangou, co-auteur d’une nouvelle étude publiée dans la revue Science et professeur à la North Carolina State University, et ses collègues estiment que le recyclage ne suffit pas à faire évoluer la situation. Raison pour laquelle ils ont mené un travail de recherche visant à réduire la concentration en lignine de plusieurs espèces d’arbre et améliorer leur teneur en glucides.

Modifier le génome pour ajuster la teneur en glucides et en lignine

En effet, la lignine est un polymère naturel présent dans les plantes. Bien qu’elle soit essentielle à la survie de ces dernières, elle doit être éliminée lors du processus de fabrication du papier, engendrant un coût supplémentaire tout en augmentant l’empreinte carbone du matériau. Dans l’espoir de changer la donne, l’équipe de l’université américaine mentionnée ci-dessus a donc ajusté les génomes des peupliers afin de balancer leur teneur en glucides et en lignine pour obtenir des caractéristiques idéales pour la production du papier.

Trouver les meilleures combinaisons

Grâce à l’intelligence artificielle, les chercheurs ont pu élaborer près de 70 000 stratégies d’édition de gènes, en tenant compte d’une vingtaine de gènes jouant un rôle essentiel dans la production de lignine. En examinant ces combinaisons de manière approfondie, ils ont découvert que 99,5 % d’entre elles engendraient des effets qui rendent complexes la production du papier. Parmi le reste, 147 combinaisons se sont avérées prometteuses. Et grâce à la méthode CRISPR, l’équipe a pu sélectionner les sept meilleures recettes. Les arbres génétiquement modifiés ont ensuite été cultivés dans une serre pendant six mois.

Un meilleur rendement et une baisse des émissions de gaz à effet de serre

Au terme de cette période, les scientifiques ont constaté que les variantes les plus favorables présentaient une teneur en lignine réduite de près de 50 %, tandis que le rapport cellulose/lignine avait augmenté de plus de 200 %. Ils ont également découvert que les meilleurs résultats provenaient de stratégies impliquant la modification de quatre à six gènes. Selon leur rapport, la réduction non seulement du taux de lignine des peupliers, mais du taux de lignine d’autres espèces d’arbres pouvant servir à la fabrication du papier également pourrait aider les usines à produire jusqu’à 40 % de fibres en plus. Et cela, tout en réduisant les émissions de CO2 engendrées par le processus jusqu’à 20 %. Cliquez-ici pour en savoir plus sur cette étude.