Les océans mondiaux absorbent environ 25 % du dioxyde de carbone libéré dans l'atmosphère lorsque les combustibles fossiles sont brûlés. Des bactéries mangeuses d'électricité connues sous le nom de photoferrotrophes pourraient donner un coup de pouce à ce processus essentiel, selon de nouvelles recherches de l'Université de Washington à St. Louis.

Des scientifiques dirigés par Arpita Bose, professeur assistant de biologie en Arts &Sciences, ont découvert que les bactéries présentes dans les sédiments saumâtres peuvent « consommer » de l'électricité et, Dans le processus, absorber et emprisonner le dioxyde de carbone qui réchauffe le climat. Cette compétence inhabituelle était auparavant considérée comme presque exclusive aux bactéries d'eau douce, mais peut être commun chez les bactéries marines. L'étude a été publiée le 30 mai dans The Revue ISME , un journal officiel de la Société internationale d'écologie microbienne.

"Ces microbes fixent et séquestrent le dioxyde de carbone et ils peuvent à la fois " manger " de l'électricité et effectuer une photoferrotrophie, " a déclaré Bose. " Les photoferrotrophes utilisent le fer soluble comme source d'électrons pour la photosynthèse tout en fixant le dioxyde de carbone. Les environnements marins sont des endroits formidables pour eux car ils sont riches de beaucoup de choses dont ils ont besoin.

« Nous nous intéressons à ces microbes en raison de leur rôle dans la séquestration du carbone, ", a-t-elle dit. "Peut-être que ces microbes peuvent être importants pour lutter contre le changement climatique."

Les premiers photoferrotrophes que les scientifiques ont isolés dans les années 1990 provenaient d'écosystèmes d'eau douce. Seuls deux photoferrotrophes marins ont été découverts auparavant, mais ces bactéries sont difficiles à maintenir en vie en laboratoire.

"Cela a vraiment entravé les recherches sur les photoferrotrophes marins, " a déclaré Bose.

Pour le nouveau travail, Bose est retournée dans l'un de ses endroits préférés pour chasser les bactéries, Trou de bois, Massachusetts, et l'estuaire de la rivière Trunk. Là, elle et des membres de son équipe ont isolé 15 nouvelles souches de la bactérie phototrophe anoxygénique marine commune Rhodovulum sulfidophilum.

"Nous avons découvert que toutes les souches de Rhodovulum étaient capables de photoferrotrophie, et nous avons utilisé AB26 comme souche représentative pour montrer qu'il peut également consommer de l'électricité, " a déclaré Bose.

Dans le laboratoire, les bactéries étaient capables de récolter des électrons directement à partir d'une source d'électricité; dans la nature, ils récoltent probablement des électrons à travers la rouille et d'autres minéraux de fer qui sont naturellement abondants dans les sédiments marins.

Les scientifiques ont ensuite effectué des tests supplémentaires avec l'une des souches pour éclairer davantage la voie utilisée par les bactéries pour consommer directement des électrons. Une protéine de transfert d'électrons jusqu'alors inconnue semble être la clé du processus, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour décrire spécifiquement le mécanisme moléculaire.

"Phototrophes anoxygéniques, comme Rhodovulum sulfidophilum, sont largement distribués dans les écosystèmes marins, " a déclaré Dinesh Gupta, chercheur postdoctoral à l'Université de Californie, Berkeley, et co-premier auteur de la nouvelle étude, qui a mené cette recherche en tant qu'étudiant diplômé dans le laboratoire Bose. "Cette étude est la première à explorer s'ils peuvent utiliser des substances insolubles/en phase solide comme donneurs d'électrons et si ce processus d'absorption d'électrons pourrait être lié à la séquestration du carbone ou à la fixation du dioxyde de carbone dans l'océan."

Parce que ces bactéries sont courantes et prospèrent déjà dans les sédiments marins, ils peuvent déjà détenir une clé pour les futures approches techniques du changement climatique, dit Bose.

"Nous devons comprendre l'étendue de la séquestration du carbone qu'ils peuvent faire dans la nature, car il pourrait s'agir d'un métabolisme cryptique, " Bose a déclaré. "Nous pourrions également le potentialiser davantage, à la fois pour la biotechnologie et pour l'environnement. Cette étude est un grand pas, préparant le terrain pour de nombreuses études futures.