Le sentier oublié

Les chercheurs n'ont pas toujours à repartir de zéro :il existe parfois des pièces de puzzle déjà connues, ils doivent juste être reconnus et placés correctement. L'un de ces éléments est le cycle de l'β-hydroxyaspartate. Il a été découvert il y a plus de 50 ans dans la bactérie du sol Paracoccus. À ce moment-là, la voie métabolique a reçu peu d'attention et ses processus biochimiques exacts sont restés inexplorés. Dr Lennart Schada von Borzyskowski, premier auteur de l'actuel La nature publication, un stagiaire postdoctoral dans le département de Tobias Erb à l'Institut Max Planck de Microbiologie Terrestre à Marburg, découvert cette voie métabolique au cours de recherches bibliographiques. "En regardant cette voie métabolique, J'ai remarqué qu'il devrait être plus efficace que le procédé précédemment supposé pour la dégradation de l'acide glycolique, et je me suis demandé si cela pouvait être plus important qu'on ne l'avait supposé à l'origine, " rapporte le scientifique.

Équipé d'une seule séquence de gènes, il est tombé sur un groupe de quatre gènes dans des bases de données qui ont fourni les instructions de construction pour quatre enzymes. En combinaison, trois des enzymes étaient suffisantes pour traiter un composé dérivé de l'acide glycolique. Mais de quoi la quatrième enzyme était-elle responsable ? Schada von Borzyskowski a testé cette enzyme en laboratoire et a découvert qu'elle catalyse une réaction d'imine jusque-là inconnue dans ce contexte. Cette quatrième réaction ferme la voie métabolique à un cycle élégant à travers lequel le carbone de l'acide glycolique peut être recyclé sans perte de CO 2 .

Distribué dans le monde, important sur le plan écologique

Une coopération avec des scientifiques de l'Université de Marburg a permis d'étudier le métabolisme de l'acide glycolique et sa régulation dans les micro-organismes vivants. "Maintenant, notre tâche était de rechercher la présence et l'activité de ces gènes dans les habitats marins et leur importance écologique, " explique Erb. La coopération entre les biochimistes de Marburg et les chercheurs marins de l'Institut Max Planck de Brême s'est avérée très fructueuse, car ces derniers étudient depuis des années les communautés marines près de Helgoland, en particulier les populations bactériennes pendant et après les efflorescences algales. Dans plusieurs excursions en haute mer, les scientifiques de Marburg et de Brême ont mesuré la formation et la consommation d'acide glycolique lors de la prolifération d'algues au printemps 2018. En effet, le cycle métabolique était activement impliqué dans le métabolisme de l'acide glycolique.

Les plans du cycle métabolique ont également été retrouvés à plusieurs reprises dans les séquences du génome bactérien que l'expédition TARA Oceans avait collectées dans les océans du monde sur une distance de 10, 000 kilomètres, avec une prévalence en moyenne 20 fois plus élevée que toutes les autres voies de dégradation postulées pour l'acide glycolique. Ainsi, la voie métabolique redécouverte n'est pas une existence de niche, mais au contraire, répandu.

Ces nouvelles découvertes étonnent toujours Rudolf Amann :« La découverte de nos collègues de Marburg bouleverse notre compréhension antérieure du devenir de l'acide glycolique. Nos données montrent que nous devons réévaluer le cycle de milliards de tonnes de carbone dans les océans. Comme le poursuit Tobias Erb :« Ce travail nous fait prendre conscience des dimensions globales du métabolisme des micro-organismes, et en même temps cela nous montre tout ce que nous avons encore à découvrir ensemble."