Corynebacterium glutamicum - un champion caché
Microbe de l'année 2025
Le Corynebacterium glutamicum, en forme de massue, est le microbe de l'année 2025. Cette bactérie produit des acides aminés qui rempliraient un train de marchandises traversant l'Allemagne. Corynebacterium glutamicum est considérée comme un "champion caché" parmi les bactéries, un leader mondial méconnu : Cette bactérie produit chaque année 3,5 millions de tonnes de glutamate de sodium, un agent aromatisant, ainsi que de nombreux autres acides aminés et protéines destinés à l'alimentation humaine et animale. L'Association pour la microbiologie générale et appliquée (VAAM) honore Corynebacterium glutamicum en tant que microbe de l'année d'une grande importance industrielle.
C'est un goût savoureux, appelé "umami", qui a déclenché l'isolement de Corynebacterium glutamicum : en 1956, deux chercheurs japonais recherchaient spécifiquement des bactéries produisant un tel goût. À l'instar des saveurs sucrée, acide, salée et amère, il existe sur la langue des cellules sensorielles spéciales pour l'umami. Le glutamate de sodium déclenche ce goût savoureux et se trouve naturellement dans les tomates mûres, le parmesan et le jambon, par exemple. Il est utilisé comme assaisonnement, en particulier dans la cuisine asiatique et dans les produits prêts à l'emploi.
C'est en identifiant Corynebacterium glutamicum comme sécrétant naturellement du glutamate que l'on a commencé à produire industriellement du glutamate de sodium à partir de micro-organismes. Aujourd'hui, les bactéries produisent plus de 3,5 millions de tonnes par an dans le monde, soit l'équivalent d'un train de marchandises de 50 000 wagons et d'une longueur de plus de 850 kilomètres.
Des instituts scientifiques et des entreprises allemandes effectuent des recherches sur ce fascinant microbe de l'année depuis environ 40 ans. Ils utilisent des méthodes de génie génétique spécifiques et de nouvelles approches en biologie synthétique pour produire une large gamme d'autres produits avec ce microbe, en plus des acides aminés. Il s'agit notamment de substances naturelles bénéfiques pour la santé, d'antioxydants et de peptides antimicrobiens.
Pour éviter de gaspiller des aliments précieux comme base de production d'acides aminés, les chercheurs ont modifié Corynebacterium glutamicum afin qu'il puisse utiliser alternativement des résidus de la production de biodiesel ou des déchets végétaux, tels que l'écorce d'orange. Cela permet de réduire notre dépendance à l'égard des combustibles fossiles et de mettre en place un cycle bioéconomique à partir de ressources renouvelables. Les recherches intensives sur les corynébactéries constituent la base d'autres applications passionnantes.
Les corynébactéries doivent leur nom à leur forme de massue - coryne en grec. Cette forme est due à la croissance inégale des parois cellulaires aux deux extrémités de la bactérie : Au cours de la croissance, le nouveau matériau de la paroi cellulaire est initialement incorporé de préférence à l'une des extrémités de la cellule. En outre, une enveloppe cellulaire multicouche, très stable et hydrophobe, protège la bactérie des substances nocives. L'enveloppe cellulaire spéciale entraîne également une division inhabituelle : les cellules filles s'ouvrent d'un côté, créant ainsi une forme en V caractéristique.
Corynebacterium glutamicum, qui vit naturellement dans le sol, est non seulement robuste et productive, mais aussi totalement inoffensive pour l'homme. De nombreuses autres espèces de Corynebacterium qui vivent sur notre peau, par exemple, sont également inoffensives, voire bénéfiques pour notre microbiome. Cependant, certaines espèces apparentées sont tout à fait différentes : Corynebacterium diphtheriae a tué environ 50 000 enfants en Allemagne chaque année jusqu'à la fin du 19e siècle. D'autres espèces de Corynebacterium présentes chez les animaux possèdent également des toxines - avec le risque de transmettre des maladies dangereuses à l'homme. Les corynébactéries sont également apparentées à Mycobacterium tuberculosis, responsable de la tuberculose pulmonaire, qui tue chaque année 1,5 million de personnes dans le monde. Les similitudes, par exemple dans la structure de la paroi cellulaire, peuvent être utilisées pour identifier des cibles pour de nouveaux médicaments avec l'aide du Microbe de l'année. Corynebacterium glutamicum couvre donc tout le spectre, du minuscule objet de recherche au producteur industriel à l'échelle de millions de tonnes.
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