CETTE BACTÉRIE TRANSFORME DES DÉCHETS TOXIQUES EN OR PUR
© American Society for Microbiology
Des biochimistes ont percé à jour les mécanismes qui permettent à une bactérie de concentrer les atomes d'or disséminés dans des sols pollués pour en faire des agglomérats d'or pur.
Autant le dire tout de suite, il s'agit non pas d'alchimie mais d'orpaillage : la bactérie Cupriavidus metallidurans (C. metallidurans) ne crée pas de l'or à partir de boue, plutôt elle consomme les métaux lourds contenus dans son environnement, dont des atomes d'or qu'elle agglomère en micro-grappes d'or pur, non toxique.
On la connaît depuis 2009, mais on ignorait tout du mécanisme chimique en jeu. Or une équipe de chercheurs australo-allemandea finalement percé le secret de cet orpailleur hors-pair.
Un festin de rejets industriels
C. metallidurans vit et s'alimente là où s'intoxiquent et meurent la plupart des autres bactéries : des sols gorgés de métaux lourds rejetés par l'industrie ou par les déchets de l'électronique.
Celle-ci ingurgite en particulier des atomes de cuivre et d'or, issus notamment des circuits électriques, que le sol lui apporte sous forme d'ions (atomes chargés) amalgamés à d'autres ions sous forme de complexes métalliques. Ces complexes font une taille nanométrique (milliardième de mètre) mais sont hautement toxiques.
Il a été observé que quand l'environnement contient trop de ces complexes, la bactérie ne peut freiner sa consommation, ce qui met ainsi sa vie en danger. Alors se produit un étrange phénomène : pour bloquer sa consommation, elle accumule à sa périphérie de l'or à l'état pur aggloméré sous forme des grappes pouvant atteindre 4 micromètres (millionième de mètre).
Le cycle de l'absorption
Cette transformation de nano-complexes d'or en micro-pépites pures, qui est orchestré à l'intérieur de la bactérie par un enzyme nommée CopA, est une énorme arme antipollution, d'où l'intérêt de connaître ses détails pour la reproduire artificiellement où pour l'améliorer par ingénierie génétique. Mais des applications dans le recyclage d'or pourraient également surgir...
En soi le cycle de transformations mis en place par l'évolution est un bijou de chimie fine. Dans la phase d'absorption, quand les complexes de cuivre et d'or entrent en contact avec la membrane de la bactérie, ils subissent une première réaction qui les modifie en une forme moins toxique : les ions d'or et de cuivre changent de charge électrique par ajout ou retrait d'électrons. Là, la bactérie peut les absorber.
Une réaction au trop-plein
Mais si la quantité de cuivre et d'or devient trop importante dans la bactérie, celle-ci déclenche la synthèse de l'enzyme CopA par ses gènes, laquelle rejette le surplus et, surtout, active à la surface de la membrane un nouveau type de réaction chimique vouée à rendre rend l'or et le cuivre impossibles à absorber.
En particulier, les ions d'or des complexes métalliques sont transformés en atomes neutres d'or (échanges d'électrons). Ceux-ci s'agglomèrent progressivement, d'abord en nanoparticules puis en grappes.
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