Bien que la magnétoréception ait été étudiée de manière intensive ces dernières années et constitue l’une des réalisations les plus étonnantes de la nature, le mécanisme exact de la formation des magnétosomes n’est pas encore entièrement compris. Plusieurs modèles ont été proposés, notamment la précipitation directe de magnétite ou de greigite à partir du cytoplasme, la transformation des sulfures de fer liés à la membrane en magnétite ou des processus plus compliqués impliquant le transport d'ions fer et soufre à travers la membrane du magnétosome.
Pour faire la lumière sur le mécanisme de formation des magnétosomes, des chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) ont étudié la bactérie magnétotactique Magnetospirillum magnetum AMB-1 en utilisant la microscopie et la spectroscopie à rayons X synchrotron au Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). La combinaison de ces techniques leur a permis d’analyser la composition élémentaire et les propriétés magnétiques des magnétosomes avec une haute résolution spatiale.
Les résultats montrent que les magnétosomes de Magnetospirillum magnetum AMB-1 sont composés d'un noyau de magnétite entouré d'une fine membrane. Le noyau contient environ 50 % de fer et 50 % d’oxygène, disposés selon une structure spinelle inverse. La membrane est composée d'un mélange de lipides, de protéines et de glucides et mesure environ 5 nm d'épaisseur.
Les chercheurs ont également découvert que les magnétosomes sont formés par la précipitation directe de magnétite du cytoplasme. Ce processus est initié par l’accumulation d’ions fer et oxygène à l’intérieur de la membrane du magnétosome. Les ions réagissent ensuite pour former des cristaux de magnétite, qui grandissent jusqu'à atteindre leur taille finale.
Ces découvertes fournissent de nouvelles informations sur le mécanisme de formation des magnétosomes et contribuent à notre compréhension de la façon dont les bactéries magnétotactiques s'orientent et naviguent le long des lignes du champ magnétique terrestre.
