Cette bactérie réussit là où les alchimistes ont échoué : elle transforme les métaux en or !

Pendant des siècles, les alchimistes furent considérés comme des magiciens, d’authentiques hommes de sciences capables de transformer le plomb en or. Si les hommes sont demeurés incapables de transformer les métaux vils en métaux nobles, ce n’est pas le cas de cette bactérie qui absorbe divers métaux toxiques pour les transformer en pépites d’or…

Un recyclage qui vaut de l’or

La bactérie Cupriavidus metalliduras (CM) est une bactérie dévoreuse de métal identifiée pour la première fois en 2009. Les chercheurs relatent sa découverte dans une étude, parue sur l’US National Library of Medecine, qui fait déjà mention de son aptitude à « digérer » les métaux lourds et à les transformer en minuscules pépites d’or.

À l’instar de nombreux éléments, l’or peut traverser un cycle biogéochimique : il se dissout, s’éparpille aux quatre vents, pour finalement retourner parmi les sédiments de la Terre. Prisonniers du sol, les ions d’or forment des composants toxiques particulièrement virulents qui empoisonnent toutes les bactéries alentours. Sauf une seule : la CM.

Les scientifiques sont bouche bée : non seulement la CM jouit d’une étonnante capacité à convertir les composants toxiques de l’or en métal précieux, mais elle y parvient sans que son organisme n’en souffre ! Pourquoi ne souffre-t-elle pas de la toxicité des composants aurifères ? Neuf ans plus tard, les scientifiques détiennent la réponse.

Seule contre tous

La CM prolifère dans des sols riches en hydrogène et en métaux lourds particulièrement toxiques : elle ne rencontre donc pas grande concurrence dans pareil environnement. Mais pour jouir d’une telle solitude, la bactérie a dû développer un redoutable arsenal :« Si un organisme choisit de survivre ici, il doit trouver une façon de se protéger lui-même contre ces substances toxiques » confirme le microbiologiste Dietrich H. Nies, professeur à l’Université de Halle et co-auteur de l’étude de 2018.

En conséquence, la CM s’est dotée d’un ingénieux mécanisme de défense qui n’implique pas seulement l’or : il est aussi question de cuivre. Les composants que renferment ces deux éléments pénètrent aisément dans les cellules de la CM. Une fois à l’intérieur, ils interagissent de manière à ce que les ions de cuivre et les complexes aurifères se fraient un chemin jusqu’au plus profond de la bactérie, zone critique où ils pourraient faire d’énormes ravages…

Portrait de la Cupriavidus metallidurans

Les enzymes, clef du mystère

Face à cette invasion, la CM recourt à des enzymes pour éjecter les métaux agressifs hors de ses cellules ; pour le cuivre par exemple, l’enzyme s’appelle CupA. Mais la présence de l’or pose un sérieux problème : les composants aurifères suppriment les enzymes supposées les éliminer ; rien ne les empêche de rester à l’intérieur de la cellule. Au vu des circonstances, la plupart des bactéries auraient jeté l’éponge et seraient parties en quête de contrées plus clémentes; mais pas la CM. Il lui reste un dernier atout dans la manche, une enzyme plus précisément : la CopA.

Grâce à cette molécule, la bactérie peut convertir les composés de cuivre et d’or en des formes moins facilement assimilables par ses cellules. Ce processus ne permet pas seulement au microbe de se débarrasser de tout ce surplus de cuivre : il engendre aussi la naissance de minuscules pépites d’or sous forme de nanoparticules, à la surface de la bactérie. La compréhension du mécanisme par lequel la CM expulse des petites pépites d’or marque une avancée significative pour appréhender les cycles biogéochimiques de l’or, et améliorer l’affinage de ce métal précieux.

L’étude consacrée à la Cupriavidus metallidurans, fruit d’un partenariat entre les universités allemandes de Munich et de Halle, et de l’université australienne d’Adelaide, a été publiée dans la revue Metallomics.