Les bactéries mangent les métaux toxiques et excrètent de l'or

Aucune autre forme de vie sur notre planète n'a pénétré tous les environnements avec autant de succès que les cellules bactériennes microscopiques. Parmi leurs nombreux rôles dans la vie sur Terre, certaines bactéries ont la capacité de raffiner les métaux précieux, selonAlerte scientifique.

Comme beaucoup d'autres éléments, l'or peut suivre un cycle biogéochimique qui implique sa décomposition, son déplacement et, finalement, sa reconcentration dans les sédiments terrestres. Les micro-organismes interviennent à toutes les étapes de ce processus, ce qui a conduit les scientifiques à se demander comment ils évitent l'empoisonnement par des composés hautement toxiques formés à partir des ions d'or présents dans le sol.

Frank Reith et ses collègues de l'Université d'Adélaïde, en Australie, ont découvert en 2009 la bactérie C. metallidurans, en forme de bâtonnet, qui sécrète de l'or. Cette bactérie peut absorber des composés d'or toxiques et les convertir en or métallique sans danger pour l'organisme. Après des années de recherche, Reith a découvert précisément comment C. metallidurans y parvenait. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Metallomics le 2 janvier.

C. metallidurans prospère dans les sols contenant à la fois de l'hydrogène et divers métaux lourds toxiques. Cela signifie que C. metallidurans est peu concurrencé par d'autres organismes. « Si un organisme décide de survivre dans ces sols, il doit trouver un moyen de se protéger de ces substances toxiques », explique Dietrich H. Nies, microbiologiste à l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) en Allemagne.

Les bactéries C. metallidurans possèdent un mécanisme de défense ingénieux qui implique non seulement l'or, mais aussi le cuivre. Les composés contenant ces deux éléments pénètrent facilement dans les cellules de C. metallidurans. Lorsque les ions cuivre et les complexes d'or pénètrent en profondeur, ils ont un effet dévastateur sur les bactéries.

Pour résoudre ce problème, les bactéries C. metallidurans utilisent l'enzyme CupA pour transporter le cuivre hors de la cellule. Mais la présence d'or crée un nouveau problème. « En présence de composés d'or, l'enzyme CupA est inhibée, ce qui fait que les composés de cuivre et d'or restent dans la cellule bactérienne », explique Nies.

À ce stade, de nombreuses autres bactéries auraient abandonné et seraient allées vivre dans un endroit moins toxique, mais pas C. metallidurans. Cet organisme possède une autre enzyme, appelée CopA, qui aide les bactéries à convertir les composés d'or et de cuivre en formes difficilement absorbables par les cellules.

« Cela permet de réduire la quantité de composés de cuivre et d'or qui pénètrent dans la cellule bactérienne. Les bactéries sont moins intoxiquées et les enzymes peuvent éliminer l'excès de cuivre sans problème », explique Nies.

Ce processus permet non seulement à C. metallidurans d'éliminer le cuivre indésirable, mais crée également de minuscules nanoparticules d'or à la surface de la bactérie. Comprendre comment C. metallidurans excrète l'or permettra aux scientifiques de mieux comprendre le cycle biogéochimique de l'or. À l'avenir, ces connaissances pourraient servir à raffiner des métaux précieux à partir de minerais ne contenant que des traces de métal.