Des microbes marins empêchent la libération dans l'atmosphère de gaz à effet de serre
Le méthane (CH4) est un gaz avec un fort effet de serre, mais la quantité émise dans l'air par les écosystèmes est limitée par certains types de micro-organismes. Ces micro-organismes oxydent le CH4 afin de se fournir en énergie et en carbone pour leur métabolisme. Ils sont méthanotrophes. Ce processus peut être aérobie ou anaérobie, et l'on n'a que peu de connaissances sur les méthanotrophes anaérobies. Les archées sont des microbes qui couplent l'oxydation anaérobie du méthane avec la réduction de l'ion sulfate (SO42-), limitant le dégagement du CH4 dans l'atmosphère à partir des milieux marins. Le projet SUREANMETOX (Sulphate reduction dependent anaerobic methane oxidation in novel membrane and electrochemical bioreactors) a étudié les micro-organismes responsables de ce processus, ainsi que leurs voies métaboliques. Les chercheurs ont conçu deux réacteurs pour enrichir la culture en micro-organismes méthanotrophes anaérobies. L'un dispose d'une membrane externe et assure une rétention efficace de la biomasse, l'autre fait appel à un lit immergé. Les chercheurs ont mesuré la réduction de l'ion sulfate et la production d'ion sulfure pour chaque type de réacteur. Les chercheurs ont ensemencé le réacteur à membrane avec des sédiments du volcan de boue du golfe de Cadis. L'analyse haut débit des séquences des gènes 16SrRNA a montré que même après une année de fonctionnement du réacteur, l'activité des archées méthanotrophes anaérobies était faible. Les résultats ont été similaires pour le réacteur à lit immergé. Vu la difficulté de récupérer des sédiments marins profonds présentant une activité méthanotrophe anaérobie, les chercheurs ont aussi étudié l'usage de sédiments du lac Grevelingen. Ce lac d'eau de mer, aux Pays-Bas, faisait autrefois partie de l'estuaire du Rhin et de la Meuse. La forte sédimentation et la dégradation de la matière organique ont conduit à des sédiments anoxiques riches en méthane, et les sulfates apportés par l'eau de mer en font une niche potentielle d'organismes intéressants. Les chercheurs ont trouvé des preuves de méthanotrophes anaérobies dans les 5 à 15 cm du sédiment. Ils ont détecté des cellules d'archées et de méthanotrophe anaérobies par séquençage du gène 16rRNA, et les ont observées par analyse FISH (hybridation in situ en fluorescence). Les travaux de SUREANMETOX ont révélé pour la première fois une activité d'oxydation anaérobie du méthane dans les sédiments du lac Grevelingen. En outre, les réacteurs à membrane et à lit immergé ont permis aux partenaires du projet d'enrichir les cultures, pour faciliter la détermination des principaux participants au cycle mondial du méthane.
Mots‑clés
Oxydation anaérobie, méthane, méthanotrophes, archées, sulfates, bactéries, SUREANMETOX, bioréacteur à membrane, réacteur à lit immergé, 16SrRNA, lac Grevelingen, hybridation in situ en fluorescence
