Les bactéries peuvent stocker des ressources supplémentaires pendant les périodes de soudure. C'est un peu comme garder une tirelire ou transporter une batterie de secours. Une réserve importante est connue sous le nom de granules de cyanophycine, qui ont été remarqués pour la première fois par un scientifique italien il y a environ 150 ans. Il a vu grand, taches sombres dans les cellules des algues bleu-vert (cyanobactéries) qu'il étudiait sans comprendre ni ce qu'elles étaient ni leur but. Depuis, les scientifiques ont réalisé que la cyanophycine était constituée d'un biopolymère vert naturel, que les bactéries l'utilisent comme réserve d'azote et d'énergie, et qu'il pourrait avoir de nombreuses applications biotechnologiques. Ils ont essayé de produire de grandes quantités de cyanophycine en mettant l'enzyme qui la fabrique (connue sous le nom de cyanophycine synthétase) dans tout, de E. coli au tabac, mais sans pouvoir en faire assez pour être très utile.

Maintenant, en combinant deux techniques de pointe, cryo-microscopie électronique (au Centre de recherche en microscopie électronique de McGill) et cristallographie aux rayons X, Les chercheurs de McGill ont, pour la première fois, pu voir l'enzyme active en action.

"Jusqu'à présent, les scientifiques étaient incapables de comprendre comment les cellules bactériennes stockaient l'azote dans la cyanophycine, simplement parce qu'ils ne pouvaient pas voir l'enzyme en action, " dit Martin Schmeing, professeur au Département de biochimie de McGill et auteur principal d'un article récent sur le sujet en Nature Chimie Biologie . "En assemblant des images 3D de l'enzyme à l'œuvre dans un film, nous avons pu voir comment trois unités structurelles (ou domaines) différentes, se sont réunis pour créer la cyanophycine synthétase. C'est un exemple surprenant et très élégant de biomachine naturelle."

Les prochaines étapes de la recherche consistent à examiner les autres enzymes utilisées dans le cycle complet de biosynthèse et de dégradation de la cyanophycine. Une fois que les chercheurs peuvent les voir en action, cela leur donnerait potentiellement une compréhension structurelle complète des processus impliqués et leur permettrait de comprendre comment turbocharger les cellules pour fabriquer des quantités massives de cyanophycine et de polymères apparentés pour leurs applications biotechnologiques de polymères verts, comme dans les adoucisseurs d'eau et antitartre biodégradables ou dans la création de nanovésicules sensibles à la chaleur pour une utilisation dans l'administration ciblée de médicaments.