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'''''Botryococcus braunii''''' est une [[espèce]] d'[[algue verte|algues vertes]] [[microphyte]]s [[planctonique]]s de l'[[ordre (biologie)|ordre]] des ''[[Chlorococcales]]'' selon {{Bioref|ITIS|30 avril 2013}} et {{Bioref|WRMS espèce|30 avril 2013}}, ou des ''[[Trebouxiales]]'' selon {{Bioref|AlgaeBASE espèce|30 avril 2013}}. C'est une algue d’eau douce.
'''''Botryococcus braunii''''' est une [[espèce]] d'[[algue verte|algues vertes]] [[microphyte]]s [[planctonique]]s de l'[[ordre (biologie)|ordre]] des ''[[Chlorococcales]]'' selon {{Bioref|ITIS|30 avril 2013}} et {{Bioref|WRMS espèce|30 avril 2013}}, ou des ''[[Trebouxiales]]'' selon {{Bioref|AlgaeBASE espèce|30 avril 2013}}. C'est une algue d’eau douce.


Il existe trois race connues qui se distinguent par la nature de leur produits métaboliques ; la race A, la race B et la race L. La race A accumule des alkadienes de type C23-C33 et des alkatriènes dérivés de longues chaînes d'acides gras<ref>{{Article|prénom1=Mario|nom1=Tredici|titre=Edited by ZVI COHEN (Editor). Chemicals from Microalgae. Taylor & Francis, London, 1999, 419 pp.|périodique=European Journal of Phycology|volume=35|numéro=3|date=2000-08|issn=0967-0262|doi=10.1017/s0967026200002791|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1017/s0967026200002791|consulté le=2018-11-19|pages=305–305}}</ref><ref>{{Article|prénom1=P.|nom1=Metzger|prénom2=C.|nom2=Largeau|titre=Botryococcus braunii: a rich source for hydrocarbons and related ether lipids|périodique=Applied Microbiology and Biotechnology|volume=66|numéro=5|date=2004-12-04|issn=0175-7598|issn2=1432-0614|doi=10.1007/s00253-004-1779-z|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1007/s00253-004-1779-z|consulté le=2018-11-19|pages=486–496}}</ref>. La race B et L produisent des triterpenoides (nommés botryoccocènes C30-C37 et des squalènes méthylés)<ref>{{Article|prénom1=P.|nom1=Metzger|prénom2=C.|nom2=Largeau|titre=Botryococcus braunii: a rich source for hydrocarbons and related ether lipids|périodique=Applied Microbiology and Biotechnology|volume=66|numéro=5|date=2004-12-04|issn=0175-7598|issn2=1432-0614|doi=10.1007/s00253-004-1779-z|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1007/s00253-004-1779-z|consulté le=2018-11-19|pages=486–496}}</ref>.
Il existe trois race connues qui se distinguent par la nature de leur produits métaboliques ; la race A, la race B et la race L. La race A accumule des [[Diène|alkadienes]] de type C23-C33 et des [[Triène|alkatriènes]] dérivés de longues chaînes d'[[Acide gras|acides gras]]<ref>{{Article|prénom1=Mario|nom1=Tredici|titre=Edited by ZVI COHEN (Editor). Chemicals from Microalgae. Taylor & Francis, London, 1999, 419 pp.|périodique=European Journal of Phycology|volume=35|numéro=3|date=2000-08|issn=0967-0262|doi=10.1017/s0967026200002791|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1017/s0967026200002791|consulté le=2018-11-19|pages=305–305}}</ref><ref name=":0">{{Article|prénom1=P.|nom1=Metzger|prénom2=C.|nom2=Largeau|titre=Botryococcus braunii: a rich source for hydrocarbons and related ether lipids|périodique=Applied Microbiology and Biotechnology|volume=66|numéro=5|date=2004-12-04|issn=0175-7598|issn2=1432-0614|doi=10.1007/s00253-004-1779-z|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1007/s00253-004-1779-z|consulté le=2018-11-19|pages=486–496}}</ref>. La race B et L produisent des [[Triterpène|triterpenoides]] (nommés botryoccocènes de type C30-C37 et des [[Squalène|squalènes]] méthylés)<ref name=":0" />.


== Applications biotechnologiques ==
== Applications biotechnologiques ==


=== Biocarburants ===
=== Biocarburants ===
Cette algue a été étudiée pour des applications biotechnologiques. Les colonies de B. ''braunii'' forment un [[biofilm]] avec une [[Matrice extracellulaire animale|matrice extracellulaire]] lipidique. L'espèce est connue pour sa production d'[[Hydrocarbure|hydrocarbures]] essentiellement sous forme de [[Triterpène|triterpènes]] ; la souche B est la plus efficace<ref>{{Article|prénom1=A.C.|nom1=Brown|prénom2=B.A.|nom2=Knights|prénom3=Elsie|nom3=Conway|titre=Hydrocarbon content and its relationship to physiological state in the green alga Botryococcus braunii|périodique=Phytochemistry|volume=8|numéro=3|date=1969-03|issn=0031-9422|doi=10.1016/s0031-9422(00)85397-2|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1016/s0031-9422(00)85397-2|consulté le=2018-11-19|pages=543–547}}</ref>. Les hydrocarbures et [[Polysaccharide|polysaccharides]] produits sont en partie accumulés dans cette matrice extra-cellulaire. Les hydrocarbures produits peuvent atteindre jusqu'à 40% de leur poids sec. Ces hydrocarbures présentent un intérêt pour la production de [[Biocarburant|biocarburants]]. En effet, ils ne nécessitent pas de transformations comme la [[Estérification|transestérification]] typiquement impliquée dans la conversion de [[Triacylglycéride|TAG]] en carburant utilisable. Les botryoccocènes peuvent directement être soumis à un [[Raffinage du pétrole|hydrocraquage]].
Cette algue a été étudiée pour de potentielles applications biotechnologiques. Les colonies de B. ''braunii'' forment un [[biofilm]] avec une [[Matrice extracellulaire animale|matrice extracellulaire]] lipidique. L'espèce est connue pour sa production d'[[Hydrocarbure|hydrocarbures]] essentiellement sous forme de [[Triterpène|triterpènes]] ; la souche B est la plus efficace<ref>{{Article|prénom1=A.C.|nom1=Brown|prénom2=B.A.|nom2=Knights|prénom3=Elsie|nom3=Conway|titre=Hydrocarbon content and its relationship to physiological state in the green alga Botryococcus braunii|périodique=Phytochemistry|volume=8|numéro=3|date=1969-03|issn=0031-9422|doi=10.1016/s0031-9422(00)85397-2|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1016/s0031-9422(00)85397-2|consulté le=2018-11-19|pages=543–547}}</ref>. Les hydrocarbures et [[Polysaccharide|polysaccharides]] produits sont en partie accumulés dans cette matrice extra-cellulaire. Les hydrocarbures produits peuvent atteindre jusqu'à 40% de leur poids sec. Ces hydrocarbures présentent un intérêt pour la production de [[Biocarburant|biocarburants]]. En effet, ils ne nécessitent pas de transformations comme la [[Estérification|transestérification]] typiquement impliquée dans la conversion de [[Triacylglycéride|TAG]] en carburant utilisable. Les botryoccocènes peuvent directement être soumis à un [[Raffinage du pétrole|hydrocraquage]]<ref>{{Article|prénom1=L. W.|nom1=Hillen|prénom2=G.|nom2=Pollard|prénom3=L. V.|nom3=Wake|prénom4=N.|nom4=White|titre=Hydrocracking of the oils ofBotryococcus braunii to transport fuels|périodique=Biotechnology and Bioengineering|volume=24|numéro=1|date=1982-01|issn=0006-3592|issn2=1097-0290|doi=10.1002/bit.260240116|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1002/bit.260240116|consulté le=2018-11-19|pages=193–205}}</ref>.


Après le séquençage de son génome en 2009-2010<ref>{{Lien web|titre=Figure 1: Staining of ROS positive colonies of Botryococcus braunii.|url=http://dx.doi.org/10.7717/peerj.2748/fig-1|consulté le=2018-11-19}}</ref>, B. ''braunii'' fait l'objet de brevets après modification génétique comme la variété Showa, développé par UC Berkeley. Les modifications portent sur une meilleure biosynthèse des hydrocarbures botryoccocènes.
Après le séquençage de son génome en 2009-2010<ref>{{Lien web|titre=Figure 1: Staining of ROS positive colonies of Botryococcus braunii.|url=http://dx.doi.org/10.7717/peerj.2748/fig-1|consulté le=2018-11-19}}</ref>, B. ''braunii'' fait l'objet de brevets après modification génétique comme la variété Showa, développé par UC Berkeley. Les modifications portent sur une meilleure biosynthèse des hydrocarbures de type botryoccocènes.


=== Bioplastiques ===
=== Bioplastiques ===
Le projet européen SPLASH a tenté de développer l'utilisation de B. ''braunii'' comme source de bioplastiques<ref>{{Article|langue=en-US|auteur1=|titre=Home - SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons|périodique=SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons|date=18/11/18|issn=|lire en ligne=http://eu-splash.eu/|consulté le=2018-11-19|pages=}}</ref>.
Le projet européen SPLASH a tenté de développer l'utilisation de B. ''braunii'' comme source de bioplastiques<ref>{{Article|langue=en-US|auteur1=|titre=Home - SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons|périodique=SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons|date=18/11/18|issn=|lire en ligne=http://eu-splash.eu/|consulté le=2018-11-19|pages=}}</ref>.

=== Extractions des exopolymères ===
Il existe actuellement trois méthodes différentes pour l'extraction des exopolymères (type hydrocarbure ou polysaccharides) contenus dans la matrice extracellulaire des colonies. D'abord, les méthodes d'extraction physique par centrifugations successives et filtrations sur membrane<ref name=":1">{{Article|prénom1=Rafael|nom1=García-Cubero|prénom2=Weiliang|nom2=Wang|prénom3=Judit|nom3=Martín|prénom4=Elisabeth|nom4=Bermejo|titre=Milking exopolysaccharides from Botryococcus braunii CCALA778 by membrane filtration|périodique=Algal Research|volume=34|date=2018-09|issn=2211-9264|doi=10.1016/j.algal.2018.07.018|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1016/j.algal.2018.07.018|consulté le=2018-11-19|pages=175–181}}</ref>. Un ajustement du pH à 11 permet une [[floculation]] des microalgues<ref name=":1" />. Une autre méthode consiste à extraire les hydrocarbures avec un solvant. L'[[hexane]] est typiquement utilisé car il permet une extraction de 70% des hydrocarbures en 30 minutes d'application et est biocompatible avec les microalgues ce qui présente l'avantage de pouvoir conserver les cultures sur plusieurs rendements<ref>{{Article|prénom1=J.|nom1=Frenz|prénom2=C.|nom2=Largeau|prénom3=E.|nom3=Casadevall|prénom4=F.|nom4=Kollerup|titre=Hydrocarbon recovery and biocompatibility of solvents for extraction from cultures ofBotryococcus braunii|périodique=Biotechnology and Bioengineering|volume=34|numéro=6|date=1989-09|issn=0006-3592|issn2=1097-0290|doi=10.1002/bit.260340605|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1002/bit.260340605|consulté le=2018-11-19|pages=755–762}}</ref>. La méthode la plus récente pour la production d'hydrocarbure est celle d'électro-extraction<ref name=":2">{{Article|prénom1=Alexis|nom1=Guionet|prénom2=Bahareh|nom2=Hosseini|prénom3=Justin|nom3=Teissié|prénom4=Hidenori|nom4=Akiyama|titre=A new mechanism for efficient hydrocarbon electro-extraction from Botryococcus braunii|périodique=Biotechnology for Biofuels|volume=10|numéro=1|date=2017-02-13|issn=1754-6834|doi=10.1186/s13068-017-0724-1|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1186/s13068-017-0724-1|consulté le=2018-11-19}}</ref> développé par des l'université Kumamoto au Japon. De courtes pulsations électriques (de l'ordre de la nanoseconde) permettent de détacher les constituents de la matrice-extracellulaire sans réduire la viabilité des cellules. Cette méthode permet aussi l'extraction des polysaccharides<ref name=":2" /> qu'il convient de purifier selon le produit final voulu.


== Notes et références ==
== Notes et références ==

Version du 19 novembre 2018 à 14:05

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Botryococcus braunii
Description de cette image, également commentée ci-après
Botryococcus braunii vu au microscope
Classification AlgaeBase
Empire Eukaryota
Règne Plantae
Embranchement Chlorophyta
Classe Trebouxiophyceae
Ordre Trebouxiales
Famille Botryococcaceae
Genre Botryococcus

Espèce

Botryococcus braunii
Kützing, 1849

Botryococcus braunii est une espèce d'algues vertes microphytes planctoniques de l'ordre des Chlorococcales selon ITIS (30 avril 2013)[1] et World Register of Marine Species (30 avril 2013)[2], ou des Trebouxiales selon AlgaeBase (30 avril 2013)[3]. C'est une algue d’eau douce.

Il existe trois race connues qui se distinguent par la nature de leur produits métaboliques ; la race A, la race B et la race L. La race A accumule des alkadienes de type C23-C33 et des alkatriènes dérivés de longues chaînes d'acides gras[4][5]. La race B et L produisent des triterpenoides (nommés botryoccocènes de type C30-C37 et des squalènes méthylés)[5].

Applications biotechnologiques

Biocarburants

Cette algue a été étudiée pour de potentielles applications biotechnologiques. Les colonies de B. braunii forment un biofilm avec une matrice extracellulaire lipidique. L'espèce est connue pour sa production d'hydrocarbures essentiellement sous forme de triterpènes ; la souche B est la plus efficace[6]. Les hydrocarbures et polysaccharides produits sont en partie accumulés dans cette matrice extra-cellulaire. Les hydrocarbures produits peuvent atteindre jusqu'à 40% de leur poids sec. Ces hydrocarbures présentent un intérêt pour la production de biocarburants. En effet, ils ne nécessitent pas de transformations comme la transestérification typiquement impliquée dans la conversion de TAG en carburant utilisable. Les botryoccocènes peuvent directement être soumis à un hydrocraquage[7].

Après le séquençage de son génome en 2009-2010[8], B. braunii fait l'objet de brevets après modification génétique comme la variété Showa, développé par UC Berkeley. Les modifications portent sur une meilleure biosynthèse des hydrocarbures de type botryoccocènes.

Bioplastiques

Le projet européen SPLASH a tenté de développer l'utilisation de B. braunii comme source de bioplastiques[9].

Extractions des exopolymères

Il existe actuellement trois méthodes différentes pour l'extraction des exopolymères (type hydrocarbure ou polysaccharides) contenus dans la matrice extracellulaire des colonies. D'abord, les méthodes d'extraction physique par centrifugations successives et filtrations sur membrane[10]. Un ajustement du pH à 11 permet une floculation des microalgues[10]. Une autre méthode consiste à extraire les hydrocarbures avec un solvant. L'hexane est typiquement utilisé car il permet une extraction de 70% des hydrocarbures en 30 minutes d'application et est biocompatible avec les microalgues ce qui présente l'avantage de pouvoir conserver les cultures sur plusieurs rendements[11]. La méthode la plus récente pour la production d'hydrocarbure est celle d'électro-extraction[12] développé par des l'université Kumamoto au Japon. De courtes pulsations électriques (de l'ordre de la nanoseconde) permettent de détacher les constituents de la matrice-extracellulaire sans réduire la viabilité des cellules. Cette méthode permet aussi l'extraction des polysaccharides[12] qu'il convient de purifier selon le produit final voulu.

Notes et références

  1. ↑ Integrated Taxonomic Information System (ITIS), www.itis.gov, CC0 https://doi.org/10.5066/F7KH0KBK, consulté le 30 avril 2013
  2. ↑ World Register of Marine Species, consulté le 30 avril 2013
  3. ↑ Guiry, M.D. & Guiry, G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. https://www.algaebase.org, consulté le 30 avril 2013
  4. ↑ Mario Tredici, « Edited by ZVI COHEN (Editor). Chemicals from Microalgae. Taylor & Francis, London, 1999, 419 pp. », European Journal of Phycology, vol. 35, no 3,‎ , p. 305–305 (ISSN 0967-0262, DOI 10.1017/s0967026200002791, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ a et b P. Metzger et C. Largeau, « Botryococcus braunii: a rich source for hydrocarbons and related ether lipids », Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 66, no 5,‎ , p. 486–496 (ISSN 0175-7598 et 1432-0614, DOI 10.1007/s00253-004-1779-z, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ A.C. Brown, B.A. Knights et Elsie Conway, « Hydrocarbon content and its relationship to physiological state in the green alga Botryococcus braunii », Phytochemistry, vol. 8, no 3,‎ , p. 543–547 (ISSN 0031-9422, DOI 10.1016/s0031-9422(00)85397-2, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ L. W. Hillen, G. Pollard, L. V. Wake et N. White, « Hydrocracking of the oils ofBotryococcus braunii to transport fuels », Biotechnology and Bioengineering, vol. 24, no 1,‎ , p. 193–205 (ISSN 0006-3592 et 1097-0290, DOI 10.1002/bit.260240116, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ « Figure 1: Staining of ROS positive colonies of Botryococcus braunii. » (consulté le )
  9. ↑ (en-US) « Home - SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons », SPLASH - Sustainable PoLymers from Algae Sugars and Hydrocarbons,‎ (lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ a et b Rafael García-Cubero, Weiliang Wang, Judit Martín et Elisabeth Bermejo, « Milking exopolysaccharides from Botryococcus braunii CCALA778 by membrane filtration », Algal Research, vol. 34,‎ , p. 175–181 (ISSN 2211-9264, DOI 10.1016/j.algal.2018.07.018, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ J. Frenz, C. Largeau, E. Casadevall et F. Kollerup, « Hydrocarbon recovery and biocompatibility of solvents for extraction from cultures ofBotryococcus braunii », Biotechnology and Bioengineering, vol. 34, no 6,‎ , p. 755–762 (ISSN 0006-3592 et 1097-0290, DOI 10.1002/bit.260340605, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ a et b Alexis Guionet, Bahareh Hosseini, Justin Teissié et Hidenori Akiyama, « A new mechanism for efficient hydrocarbon electro-extraction from Botryococcus braunii », Biotechnology for Biofuels, vol. 10, no 1,‎ (ISSN 1754-6834, DOI 10.1186/s13068-017-0724-1, lire en ligne, consulté le )

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