En raison de ses propriétés de serre puissantes, le gaz de méthane contribue un contributeur important au changement climatique. Il alimente également les microbes appelés méthanotrophes qui convertissent le gaz en dioxyde de carbone et biomasse, mais les scientifiques ne savaient pas comment ces microbes obtiennent tous les nutriments dont ils ont besoin pour accomplir cette tâche.
Maintenant, un laboratoire de chimie de l'Université de l'Utah a développé une nouvelle technique pour étudier ces communautés microbiennes et l'a utilisée pour découvrir une nouvelle molécule qui permet aux bactéries oxydant le méthane d'acquérir du fer à partir de l'environnement, ce qui est important pour comprendre comment ces organismes séquestrent le méthane, en le gardant hors de l'atmosphère.
Les résultats, publiés dans Actes de l'Académie nationale des sciencesfournit également des informations qui pourraient être utiles pour exploiter les méthanotrophes afin de convertir le méthane en produits chimiques et combustibles liquides utiles, selon le chercheur principal Aaron Puri, professeur adjoint de chimie et membre du Henry Eyring Center for Cell & Genome Science.
« Comprendre ces types de mécanismes qu'ils utilisent pour interagir avec leur environnement est essentiel si nous voulons les optimiser pour les utiliser pour des tâches utiles », a déclaré Puri. « Nous avons également identifié un lien clé entre la façon dont le fer existe sur la Terre et la façon dont les gaz sont cyclées dans l'atmosphère, qui se fait par ces bactéries oxydant le méthane, et plus spécifiquement à travers cette nouvelle molécule que nous avons découverte. »
Méthane, ou ch4, La molécule d'hydrocarbures la plus simple est le principal ingrédient du gaz naturel qui alimente les appareils domestiques. Ce gaz est également libéré de la matière organique en décomposition, généralement dans les décharges ou les marécages. Il contient environ 80 fois plus de puissance de piégeage de chaleur à court terme que le dioxyde de carbone, un gaz à plus long terme qui est le principal moteur du changement climatique anthropique.
Les microbes décomposent naturellement ch4 Grâce à un processus d'oxydation qui donne du dioxyde de carbone et des composés organiques.
L'étude de Puri présente un nouvel outil appelé «sondage isotopique stable inverse – métabolomique» ou inversip, qui relie les gènes trouvés dans l'ADN microbien avec les petites molécules réelles appelées métabolites produites par les gènes. En utilisant cette méthode, le laboratoire Puri a découvert une molécule de capture de fer auparavant inconnue fabriquée par des bactéries mangeuses de méthane. Ils ont surnommé la molécule de méthylocystabactine.
Il fonctionne comme une griffe qui tire le fer de l'environnement et le rend disponible pour les enzymes qui oxydent le méthane. Mais cela devient encore plus intéressant.
« Nous avons identifié d'autres bactéries qui existent dans la même communauté qui ne font pas cette molécule, mais qui peuvent essentiellement détourner la molécule qui est faite par d'autres membres pour leur propre avantage », a déclaré Puri. « Dans certains systèmes, nous appellerons ces« tricheurs »parce qu'ils en bénéficient sans utiliser leur énergie pour faire la molécule. »
Dans l'ensemble, cette découverte explique une partie cruciale de la façon dont les microbes consommateurs de méthane survivent et montrent comment Inversip peut débloquer les détails moléculaires cachés dans d'autres communautés microbiennes importantes pour le climat, les écosystèmes et la santé.
« Ce que cela nous montre, c'est l'importance de cette molécule de liaison au fer pour ces communautés microbiennes », a déclaré Puri. « Ce qui nous passionne vraiment avec cette approche, c'est que nous pouvons également l'appliquer plus généralement à d'autres communautés microbiennes pour déterminer ces détails moléculaires sur la façon dont ils interagissent. Nous pourrions imaginer l'appliquer à un microbiome associé à l'homme ou à d'autres microbiomes environnementaux qui sont intéressants. »
