Des scientifiques ont réussi à modifier génétiquement une bactérie pour qu’elle synthétise la xanthommatine, un pigment remarquable présent naturellement chez les pieuvres et certains insectes. Ce pigment change de couleur selon son environnement chimique, passant du jaune au rouge. Cette découverte représente une avancée majeure car les méthodes de production antérieures s’avéraient peu efficaces et coûteuses.
Bradley Moore, chercheur en chimie marine à l’université de Californie de San Diego, souligne l’importance de cette molécule. La xanthommatine permet aux pieuvres de maîtriser le camouflage grâce à ses propriétés exceptionnelles. Bien que connue depuis longtemps, personne n’avait réussi à la produire biologiquement en quantités suffisantes pour des applications pratiques.
L’équipe a modifié le code génétique de la bactérie Pseudomonas putida pour reproduire les mêmes réactions chimiques qui forment ce pigment dans les cellules des céphalopodes. Cependant, un obstacle majeur se posait : une bactérie n’investit pas naturellement son énergie pour fabriquer une molécule dont elle n’a pas besoin pour survivre.
Les chercheurs ont résolu ce dilemme en rendant la bactérie dépendante de la production de xanthommatine pour sa propre survie. Ils ont utilisé la technique CRISPR pour empêcher la bactérie de produire l’acide formique normalement. Or, cet acide est un sous-produit de la fabrication du pigment. Cette modification crée une boucle de rétroaction qui force la cellule à synthétiser la xanthommatine pour obtenir l’acide formique nécessaire à sa croissance.
Le procédé demande une simplicité remarquable : une fois le génome édité, il suffit de nourrir la bactérie avec du glucose pour qu’elle produise le pigment. Le rendement atteint plusieurs grammes par litre, contre seulement 5 milligrammes auparavant. Cette amélioration spectaculaire élimine les étapes fastidieuses de sélection générationnelle.
Cette approche ouvre des perspectives considérables pour la biologie de synthèse. Le processus est facilement adaptable à d’autres molécules d’intérêt biotechnologique. Des entreprises de cosmétiques et le département américain de la Défense financent ces recherches, signes de l’impact potentiel. L’équipe explore déjà d’autres colorants et composés pharmaceutiques utilisant cette même stratégie métabolique.
