​Les cyanobactéries sont abondantes partout sur la planète. Elles ont un génome facilement manipulable et reprogrammable pour la production de biocarburants, essentiellement à partir d’énergie solaire, de gaz carbonique et d’eau. La combustion de ces biocarburants ne fera que libérer le CO₂ qu’elles auront préalablement absorbé. Ce bilan carbone, théoriquement nul, limitera l’accroissement des émissions de gaz à effet de serre. Cet objectif ambitieux passe par une meilleure compréhension de leur métabolisme.

Les chercheurs du CEA-IBITECS ont développé un protocole pour l’analyse globale du métabolome de Synechocystis PCC6803, la cyanobactérie la mieux caractérisée à ce jour. Cette technique combine une étape de filtration pour sa récolte très rapide, une séparation des métabolites par chromatographie liquide et leur caractérisation avec un spectromètre de masse à haute résolution. Elle a été mise en œuvre pour étudier le métabolisme de la cyanobactérie dans un milieu de culture à base de glucose et de forte lumière, pressenti pour la fabrication de molécules carbonées¹ destinées à produire de l’éthanol. Les chercheurs ont montré que le glucose diminue l’assimilation du CO₂ nécessaire à la production de ces molécules et stimule la libération d’électrons dans la cellule. Les électrons surnuméraires se recombinent ensuite avec l’oxygène produit par la photosynthèse et engendrent un stress oxydant, toxique pour les cellules. Ainsi, l’ajout de glucose dans le milieu de culture des cyanobactéries s’avère contre-productif pour la production d’éthanol. Ces résultats soulignent l'intérêt des cultures de cyanobactéries en photo-autotrophie (lumière + CO₂), plutôt que des cultures en mixotrophie (lumière + CO₂ + glucose), qui sont en outre plus coûteuses.

1. Des pyruvates, qui sont des molécules ressemblant à des sucres simplifiés.