Un nanofil protéique ultra-stable fabriqué par une bactérie fournit des indices pour lutter contre le changement climatique
L'accélération du changement climatique constitue une menace majeure et aiguë pour la vie sur Terre. La hausse des températures est à l'origine du méthane atmosphérique qui est 30 fois plus puissant que leCO2 pour piéger la chaleur. Les microbes sont responsables de la production de la moitié de ce méthane et les températures élevées accélèrent également la croissance microbienne et produisent ainsi plus de gaz à effet de serre que ne peuvent en utiliser les plantes, ce qui affaiblit la capacité de la Terre à fonctionner comme un puits de carbone et augmente encore la température mondiale.
"Nanofils" produits par Geobacter en réponse à un champ électrique appliqué à des biofilms producteurs d'électricité. Ces nanofils sont composés de cytochrome OmcZ et présentent une conductivité 1000 fois plus élevée et une rigidité 3 fois plus élevée que les nanofils de cytochrome OmcS importants dans les environnements naturels, permettant aux bactéries de transporter des électrons sur 100 fois leur taille.
Sibel Ebru Yalcin. Design: Ella Maru Studio
Une solution potentielle à ce cercle vicieux pourrait être un autre type de microbes qui consomment jusqu'à 80 % du flux de méthane provenant des sédiments océaniques qui protègent la Terre. La façon dont les microbes sont à la fois les plus gros producteurs et les plus gros consommateurs de méthane est restée un mystère car ils sont très difficiles à étudier en laboratoire. Dans la revue Nature Microbiology, l'équipe de Yale dirigée par Yangqi Gu et Nikhil Malvankar, du département de biophysique moléculaire et de biochimie de l'Institut des sciences microbiennes, rapporte les surprenantes propriétés filiformes d'une protéine très similaire à la protéine utilisée par les microbes mangeurs de méthane.
L'équipe avait précédemment montré que ce nanofil de protéine présente la plus haute conductivité connue à ce jour, permettant la génération de la plus haute puissance électrique par n'importe quelle bactérie. Mais jusqu'à présent, personne n'avait découvert comment les bactéries les fabriquent et pourquoi ils présentent une conductivité aussi élevée.
Grâce à la microscopie cryo-électronique, Yangqi et l'équipe ont pu voir la structure atomique du nanofil et découvrir que les hèmes sont serrés les uns contre les autres pour déplacer les électrons très rapidement avec une stabilité ultra-haute. Cela explique également comment ces bactéries peuvent survivre sans les molécules de la membrane, semblables à l'oxygène, et former des communautés capables d'envoyer des électrons à une taille 100 fois supérieure à celle de la bactérie. Yangqi et l'équipe ont également construit des nanofils de manière synthétique pour expliquer comment les bactéries fabriquent des nanofils à la demande.
"Nous utilisons ces fils d'hème pour produire de l'électricité et pour lutter contre le changement climatique en comprenant comment les microbes mangeurs de méthane utilisent des fils d'hème similaires", a déclaré Malvankar.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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