Une protéine semblable à un cheveu cachée à l'intérieur des bactéries sert en quelque sorte d'interrupteur marche-arrêt pour le « réseau électrique » de la nature, " un réseau mondial de nanofils générés par des bactéries qui imprègne tous les sols sans oxygène et les fonds marins profonds, Les chercheurs de Yale rapportent dans le journal La nature . "Le sol sous nos pieds, le globe entier, est câblé électriquement, " a déclaré Nikhil Malvankar, professeur adjoint de biophysique moléculaire et de biochimie à l'Institut des sciences microbiennes du campus ouest de Yale et auteur principal de l'article. "Ces poils bactériens auparavant cachés sont le commutateur moléculaire contrôlant la libération des nanofils qui composent le réseau électrique de la nature."

Presque tous les êtres vivants respirent de l'oxygène pour se débarrasser des électrons en excès lors de la conversion des nutriments en énergie. Sans accès à l'oxygène, cependant, les bactéries du sol vivant au plus profond des océans ou enfouies sous terre pendant des milliards d'années ont développé un moyen de respirer en « respirant des minéraux, " comme la plongée en apnée, à travers de minuscules filaments de protéines appelés nanofils.

Comment ces bactéries du sol utilisent des nanofils pour exhaler de l'électricité, cependant, est resté un mystère. Depuis 2005, les scientifiques pensaient que les nanofils sont constitués d'une protéine appelée « pili » (« cheveux » en latin) que de nombreuses bactéries présentent à leur surface. Cependant, dans les recherches publiées en 2019 et 2020, une équipe dirigée par Malvankar a montré que les nanofils sont constitués de protéines totalement différentes. "C'était une surprise pour tout le monde sur le terrain, remettre en cause des milliers de publications sur le pili, " a déclaré Malvankar.

Pour la nouvelle étude, Les étudiants diplômés Yangqi Gu et Vishok Srikanth ont utilisé la microscopie cryoélectronique pour révéler que cette structure de pili est composée de deux protéines. Et au lieu de servir de nanofils eux-mêmes, les pili restent cachés à l'intérieur des bactéries et agissent comme des pistons, pousser les nanofils dans l'environnement. Auparavant, personne n'avait soupçonné une telle structure.

Comprendre comment les bactéries créent des nanofils permettra aux scientifiques d'adapter les bactéries à une multitude de fonctions, de la lutte contre les infections pathogènes ou les déchets biologiques à la création de circuits électriques vivants, disent les auteurs. Il aidera également les scientifiques cherchant à utiliser des bactéries pour produire de l'électricité, créer des biocarburants, et même développer une électronique auto-réparatrice.

Les autres auteurs sont Aldo Salazar-Morales, Ruchi Jain, Patrick O'Brien, Sophie Yi, Fadel A. Samatey, et Sibel Ebru Yalcin, tout de Yale, ainsi que Rajesh Soni de l'Université de Columbia.