Avril 2010 - Découverte de la production d'oxygène par une
bactérie anaérobie
Une collaboration internationale de chercheurs, à laquelle participent
le CEA, le CNRS et l'Université d'Evry-Val-d'Essonne, vient de
montrer que la bactérie anaérobie (1) Methylomirabilis oxyfera,
que l'on pensait capable d'oxyder le méthane sans oxygène,
non seulement en utilise bel et bien, mais surtout produit elle-même
cet oxygène. Cette nouvelle voie de production d'oxygène
pourrait être antérieure à l'apparition de la photosynthèse
et éclaire d'un jour nouveau l'évolution des processus métaboliques
autour de l'oxygène. Ces résultats sont publiés le
25 mars par la revue Nature.
Le méthane étant une molécule très
stable, il était généralement admis que sa dégradation
sans oxygène ou sulfate était impossible. Pourtant, en 2006,
une équipe de chercheurs a découvert une bactérie
capable d'oxyder le méthane sans utiliser d'oxygène. A la
place, ce microorganisme utilise des nitrites, que l'on trouve notamment
dans les sédiments d'eau douce des zones agricoles.
La même équipe vient aujourd'hui de montrer que cette bactérie,
par un processus enzymatique entièrement nouveau, produit en fait
elle-même de l'oxygène à partir des nitrites et l'utilise
pour oxyder le méthane.
La compréhension de cette nouvelle voie de production d'oxygène
a été compliquée par le fait que cette bactérie
se développe très lentement, dans un milieu anaérobie,
et dans une communauté microbienne complexe. Les chercheurs du
Genoscope (2) ont utilisé une approche globale en séquençant
l'ensemble des ADN de cette communauté (métagénomique).
A partir de ces données de séquences, ils sont parvenus
à reconstituer le génome complet de Methylomirabilis oxyfera.
Les résultats obtenus ont permis de montrer que les gènes
classiquement impliqués dans la réduction des nitrites étaient
absents de ce génome. Cela a conduit les chercheurs à suggérer
qu'il existe une autre voie de réduction des nitrites chez cette
bactérie anaérobie et qu'elle est capable de produire elle-même
son oxygène et de l'utiliser pour oxyder le méthane. Cette
hypothèse a été démontrée par les scientifiques
qui sont parvenus à capturer cet oxygène endogène(3).
Selon les chercheurs, cette nouvelle voie de production d'oxygène
pourrait avoir préexisté à l'apparition de la photosynthèse
il y a plusieurs milliards d'années rendant possible l'existence
d'un métabolisme aérobie (4) dans une atmosphère
dépourvue d'oxygène.
Notes :
(1) Anaérobie : se dit d'une bactérie qui peut
vivre en l'absence d'oxygène
(2) Le Genoscope (Institut de génomique, Direction des sciences
du vivant, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies
alternatives) est dirigé par Jean Weissenbach, directeur de recherche
CNRS et médaille d'or du CNRS 2008.
(3) Oxygène endogène : oxygène ne provenant pas du
milieu extérieur mais produit directement par la bactérie
(4) Métabolisme aérobie : métabolisme qui nécessite
de l'oxygène
Références :
Nitrite-driven anaerobic methane oxidation by oxygenic bacteria.
Nature 25 mars.
Katharina F. Ettwig, Margaret K. Butler, Denis Le Paslier, Eric Pelletier
Sophie Mangenot, Marcel M.M. Kuypers, Frank Schreiber, Johannes Zedelius,
Dirk de Beer, Bas E. Dutilh, Jolein Gloerich, Hans J.C.T. Wessels, Theo
van Alen Francisca Luesken, Ming L. Wu, Katinka T. van de Pas-Schoonen,
Huub J.M. Op den Camp, Eva M. Janssen-Megens, Kees-Jan Francoijs, Henk
Stunnenberg, Jean Weissenbach, Mike S.M. Jetten & Marc Strous.
Contacts :
Presse :
CNRS :
Priscilla Dacher
01 44 96 46 06
priscilla.dacher@cnrs-dir.fr
CEA :
Damien Larroque
01 64 50 20 97
damien.larroque@cea.fr
Chercheur :
Denis Le Paslier
01 60 87 25 98
denis@genoscope.cns.fr
