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COULOMBUS — Résultat en bref

Project ID: 291650
Financé au titre de: FP7-IDEAS-ERC
Pays: Danemark
Domaine: Environnement

Des câbles bactériens bouleversent notre compréhension de la nature

Après avoir découvert une nouvelle forme de vie capable de transporter de l'électricité sur de longues distances, une équipe de chercheurs sous direction danoise cherche comment fonctionnent ces câbles bactériens.
Des câbles bactériens bouleversent notre compréhension de la nature
Peu de scientifiques débutent un projet de recherche en découvrant une forme de vie entièrement nouvelle et dotée de propriétés jamais observées. C'est pourtant le cas des chercheurs travaillant dans le cadre du projet COULOMBUS, financé par l'UE, qui a pris fin en février dernier.

En 2012, un étudiant de l'Université Aarhus au Danemark a observé au microscope un câble bactérien formé d'une chaîne de cellules de plusieurs centimètres de long et capable de conduire l'électricité à travers les sédiments du fond marin, un peu comme un câble électrique vivant. Depuis ce jour, l'équipe du projet a cherché à en apprendre plus sur cette nouvelle forme de vie, qui pourrait révolutionner nos connaissances sur le cycle des éléments de l'écosystème et bien plus encore.

De mystérieux courants électriques

Au départ, Lars Peter Nielsen, professeur d'écologie microbienne à Aarhus et coordinateur du projet, cherchait à identifier l'origine des courants électriques qu'il avait détectés dans la baie de la ville. L'apparition du câble bactérien sous l'objectif a permis d'éliminer rapidement son hypothèse initiale, à savoir une communauté de bactéries arrangées en une sorte de réseau de nanofils.

«Soudain, tout s'est mis en place: il s'agissait d'une forme de vie dont personne n'avait imaginé l'existence, un organisme vivant capable de conduire l'électricité sur une distance de plusieurs centimètres. Jusqu'ici, il n'était possible de le faire qu'à des échelles nano ou micrométriques», déclare-t-il.

Ces bactéries, membres de la famille des Desulfobulbaceae, contiennent un anneau de fils électriques. À une extrémité du câble, elles absorbent les électrons du sulfure d'hydrogène, les transportent le long de milliers de cellules jusqu'à l'autre extrémité du câble à la surface de la boue, où ils sont transférés vers l'oxygène. Au cours de ce processus, elles libèrent l'énergie dont elles ont besoin pour vivre.

Sur les fonds marins et dans les arrière-jardins

En utilisant des robots et un microcapteur spécialement mis au point, l'équipe a mesuré les champs électriques produits par les câbles bactériens dans la baie de Tokyo, puis dans un ruisseau coulant au fond du jardin du professeur Nielsen. Ils ont étudié l'ADN de la bactérie pour en apprendre plus sur son évolution au fil du temps et ont pu jusqu'à présent décrire deux genres et six espèces, plusieurs autres étant en attente d'un examen plus poussé.

Plus récemment, COULOMBUS a réalisé des travaux dans le sol et sur la terre ferme, qui laissent à penser que «ces courants pourraient peut-être expliquer les champs électriques mesurés dans les sols et qui n'ont pas encore pu être expliqués», déclare le professeur Nielsen.

Comment elles conduisent le courant

Son équipe travaille maintenant à l'identification des électrons conducteurs à l'intérieur de la bactérie. «Une fois que nous aurons découvert les matériaux mis en jeu, nous pourrons entrevoir les applications possibles de ce mécanisme de conduction», affirme le professeur Nielsen.

Les connaissances sur ces câbles bactériens en sont encore à leurs balbutiements mais les conséquences de cette découverte pourraient avoir une grande portée. Selon le professeur Nielsen, le fait qu'ils constituent un lien vivant entre un conducteur et des processus biologiques devrait intéresser les chercheurs en médecine. Les ingénieurs souhaiteront peut-être explorer leur potentiel comme voie menant à l'électronique verte. Ils pourraient avoir des applications dans l'assainissement des eaux souterraines contaminées. «Ces bactéries font déjà du fond marin un habitat bien plus accueillant pour les animaux et leur donnent de meilleures chances de survie en cas d'appauvrissement en oxygène», déclare le professeur Nielsen.

Dans le nouveau Centre d'électromicrobiologie financé par le Danemark et mis en place à l'Université d'Aarhus, le professeur devrait continuer à explorer les questions fondamentales relatives aux câbles bactériens.

Mots-clés

COULOMBUS, câble bactérien, biogéochimie, bactéries électriques, nouvelle forme de vie, conducteurs