Parmi ces micro-organismes figurent les méthanotrophes anaérobies : des microbes qui consomment le méthane dans des environnements dépourvus d'oxygène. En empêchant le rejet de ce puissant gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ils contribuent à atténuer le changement climatique. Cependant, l'étude des réactions chimiques effectuées par ces microbes est difficile. En effet, ces derniers ne peuvent pas être isolés et ne se développent qu'au sein de communautés microbiennes complexes.
Dans le cadre de leurs travaux, les chercheurs ont réussi à découvrir et à caractériser, de manière inattendue, un nouveau type de protéine qui encapsule le fer à partir de ces communautés microbiennes complexes.
Pour cela, les scientifiques ont directement utilisé une communauté microbienne issue d'un bioréacteur dégradant le méthane pour isoler une protéine de couleur rose vif, qu'ils ont ensuite cristallisée en l'absence d'oxygène afin d'en déterminer la structure tridimensionnelle.
Ils ont découvert que cette protéine se présente sous la forme d'une cage, ressemblant à la protéine utilisée par notre organisme pour stocker le fer. Elle a cependant la particularité de contenir des hèmes, de petites molécules contenant du fer, capables de participer à des réactions chimiques. Contrairement aux bactérioferritines traditionnelles, qui s'assemblent en structures de 24 copies protéiques, cette protéine nouvellement découverte forme une cage compacte de seulement 12 copies, créant ainsi un assemblage entièrement nouveau qui pourrait être intéressant pour encapsuler d'autres molécules, comme des médicaments.
Image sous loupe binoculaire des cristaux couleur rubis de la mini-bactérioferritine.
© CEA-Irig/IBS/T. Wagner
Les auteurs ont baptisé cette protéine « mini-bactérioferritine » en raison de sa petite taille. L'analyse génomique a révélé que les mini-bactérioferritines ne sont pas propres aux méthanotrophes. Elles sont répandues chez les microbes, mais ont été négligées jusqu'à présent. Cette découverte, publiée dans Communications Biology, nous rappelle le vaste potentiel inexploré qui se cache au sein des communautés microbiennes — et l'importance de continuer à exploiter ces trésors biologiques pour l'innovation scientifique et industrielle.