Un « matériau vivant » composé d’algues (imprimé en 3D) transforme les polluants de l’eau en molécules inoffensives

Selon un rapport commun de l’OMS et de l’Unicef, environ 2,1 milliards de personnes ne bénéficient pas d’un accès à l’eau potable salubre dans le monde. D’ailleurs, 400 millions de personnes utilisent des sources d’eau non protégées provenant des puits, des étangs, des lacs ou des rivières. Cela les expose à des maladies d’origine hydrique telles que la diarrhée, l’hépatite A et la dysenterie. Afin de limiter ces risques et de faciliter l’accès à l’eau potable, il est essentiel de rendre les solutions de purification de l’eau plus accessibles et plus efficaces. Dans cette étude récente, des scientifiques de l’Université de Californie, à San Diego (États-Unis), sont parvenus à créer un dispositif vivant imprimé en 3D, capable d’éliminer les contaminants présents dans l’eau. Cette technologie contribue à l’atteinte du sixième objectif de développement durable (ODD 6) : « un accès universel et équitable à l’eau potable, à un coût abordable ». Décryptage.

Une découverte révolutionnaire

Selon Debika Datta, chercheur au Département de Nanoingénierie de l’Université de Californie, cette innovation pourrait faciliter le traitement de l’eau destinée à la consommation humaine. L’équipe de recherche a combiné un matériau polymère et un système biologique afin de mettre au point un « matériau vivant » pouvant fonctionner et réagir aux stimuli utilisés. Il est à noter que les matériaux synthétiques ordinaires ne sont pas en mesure de générer ces réactions. Au cours de cette étude, ces chercheurs ont ainsi fait recours à l’impression 3D pour construire ce biocomposite cyanobactérien. Ce dernier peut produire de nombreux résultats fonctionnels, en réponse à un stimulus chimique externe.

La conception de ce matériau purificateur d’eau

Cette équipe a utilisé un « riboswitch » synthétique pour contrôler l’expression d’une protéine indicatrice fluorescente jaune (YFP) dans la cyanobactérie unicellulaire Synechococcus elongatus PCC 7942, intégrée dans une matrice d’hydrogel à base d’alginate (polymère naturel dérivé des algues). Elle a génétiquement modifiée une souche de S. elongatus, en vue de produire une enzyme laccase oxydative. Cette dernière est connue pour sa capacité à éliminer certaines substances organiques polluantes comme les colorants, les médicaments et les antibiotiques. Lors d’un test, les scientifiques ont démontré que leur matériau vivant était en mesure de neutraliser le carmin d’indigo dans l’eau. Ce contaminant s’est décomposé en molécules bégnines, selon les chercheurs.

Les autres points qui ont marqué cette étude

Ce matériau biocomposite photosynthétique a été conçu pour une mort cellulaire induite par la théophylline, une molécule présente dans le chocolat et le thé. Cela lui permet de s’autodétruire lorsqu’il n’est plus nécessaire, une fois son travail de « décontamination » effectué. Cette fonction d’autodestruction est cruciale pour minimiser l’impact du produit sur l’environnement. Sans celle-ci, il existe un risque de répandre les cyanobactéries modifiées dans l’environnement.

En outre, il est important de préciser que, lors de l’impression en 3D de leur matériau de traitement de l’eau vivant, les scientifiques ont essayé différentes géométries afin de déterminer la conception la plus performante. Selon eux, la structure en forme de grillage était la mieux adaptée. Cette forme a, en effet, un rapport surface/volume supérieur, permettant ainsi à la plupart des S. elongatus modifiés de se placer près de la surface du dispositif. Les cyanobactéries peuvent donc accéder facilement à la lumière, aux nutriments et aux gaz dont elles ont besoin pour croître. Plus d’informations : today.ucsd.edu. Que pensez-vous de cette découverte ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .