​Une étude précédente du BIAM avait révélé que fabriquer des minéraux à l'intérieur de la cellule était bien plus répandu chez les bactéries qu'on ne le pensait. Mais comment des bactéries très différentes ont-elles acquis cette capacité ? Une nouvelle étude, coordonnée par l'IMPMC (Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie) avec des chercheurs du BIAM, apporte une partie de la réponse.

Les chercheurs ont étudié les Methylococcaceae, une famille de bactéries méthanotrophes, c'est-à-dire qui utilisent le méthane comme source d'énergie. Chez deux espèces cultivables, la microscopie électronique et la spectroscopie ont confirmé la présence de carbonate de calcium amorphe (non cristallisé) dans les cellules. De plus, le gène ccyA, déjà connu comme marqueur chez les cyanobactéries, a été retrouvé dans 39 des 112 génomes de la famille Methylococcaceae. ​

Microscopie électronique (A) et cartographie élémentaire (B) de Methylococcus geothermalis. Les inclusions riches en calcium (bleu) correspondent au carbonate de calcium amorphe (iACC), celles riches en phosphate (jaune) au polyphosphate. Échelle : 1 µm. © Benzerara et al., 2026.​

Fait surprenant : la protéine codée par ce gène ressemble à celle de Microcystis, une cyanobactérie pourtant très éloignée sur l’arbre du vivant des Methylococcaceae. Les chercheurs supposent qu’il s’agit d’un transfert horizontal. Un gène serait passé d’une bactérie à une autre, sans être hérité d’un ancêtre. Un ancêtre des Methylococcaceae aurait reçu ccyA d'un ancêtre de Microcystis, peut-être dans un lac stratifié, à la limite entre les eaux oxygénées et les eaux profondes riches en méthane.

Scénario proposé pour l'origine du gène ccyA chez les Methylococcaceae, transféré depuis une cyanobactérie proche de Microcystis. Trait plein : capacité vérifiée en laboratoire. Trait pointillé : gène détecté par analyse génomique, capacité non testée. D'après Benzerara et al., 2026.​

Cette étude permet donc de mieux comprendre l'évolution de la capacité de certaines bactéries à fabriquer des minéraux. Cependant, il reste encore de nombreux mystères : en consommant du méthane, les bactéries méthanotrophes produisent du CO₂, qui tend plutôt à dissoudre le carbonate de calcium. Le fait qu’elles en fabriquent malgré tout dans leurs cellules suggère qu’un autre mécanisme​, encore inconnu, est à l'œuvre.

Il reste également à élucider la fonction de ce gène ccyA, le transport du calcium dans la cellule et l'avantage que ces minéraux procurent aux bactéries. Autant de questions qui, une fois résolues, permettront de reconstituer l'histoire de cette capacité. ​