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Découverte d’un mécanisme universel pour la formation du méthane

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Marrakech, 10 Mar. (Maroc-Actu) –

La formation du méthane, gaz à effet de serrerepose sur un mécanisme universel, ont révélé des scientifiques de l’Université de Heidelberg et de l’Institut Max Planck de microbiologie.

L’équipe de recherche interdisciplinaire a découvert que le méthane naît dans les cellules des organismes par un processus purement chimique. Ces études permettent notamment d’expliquer pourquoi le méthane est libéré non seulement par l’activité de micro-organismes particuliers, mais aussi, comme on l’observe depuis longtemps, par les plantes et les champignons. Ces résultats constituent une étape importante dans la compréhension de la formation de méthane aérobie dans l’environnement.selon les auteurs.

Le méthane contribue au changement climatique mondial en tant que gaz à effet de serre. Les causes naturelles et anthropiques de son apparition présentent donc un intérêt scientifique particulier. « Pendant longtemps, on a supposé que le méthane n’était formé que par des bactéries ou des archées dites anciennes lorsqu’elles décomposaient des substances organiques en l’absence d’oxygène. Lorsque des observations scientifiques ont montré que les plantes, les champignons, les algues et les cyanobactéries forment également du méthane en présence d’oxygène, ce qui a été initialement attribué à des activités enzymatiques.« , explique Leonard Ernst, premier auteur de l’étude, publié dans Nature.

Cependant, jusqu’à présent, aucune enzyme responsable de ce phénomène n’a été découverte dans aucun de ces organismes. Aujourd’hui, les scientifiques ont réussi à démontrer que le méthane peut également être formé sans un tel catalyseur, à l’aide d’un mécanisme purement chimique.

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Ce mécanisme est alimenté par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) qui se forment lors de l’activité métabolique des cellules. En interaction avec l’élément essentiel qu’est le fer, ces composés oxygénés participent, dans tous les organismes, à une réaction chimique qui, en plusieurs étapes, conduit à la formation de métabolites hautement réactifs. Ces substances favorisent le clivage d’un radical méthyle à partir de composés soufrés et azotés. Le méthane est formé par une réaction ultérieure avec des atomes d’hydrogène.

À l’aide de la bactérie Bacillus subtilis, les chercheurs ont pu démontrer que le degré de formation de méthane est directement lié à l’activité métabolique : « Plus la cellule est active, plus il se forme de méthane », explique Ilka Bischofs, chef du groupe de recherche conjoint du Centre BioQuant de l’Université de Heidelberg et de l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre.

L’étude a permis de mettre en évidence la formation de méthane liée aux ROS dans plus de 30 organismes modèles, depuis les bactéries et les archées jusqu’aux cellules de levure et de plantes et aux lignées cellulaires humaines. Par conséquent, pour citer Leonard Ernst, il est très probable que cette formation de méthane à déclenchement purement chimique ait lieu dans tous les organismes. Le professeur Keppler déclare : « Nos résultats pourraient constituer une étape importante dans la compréhension de la formation de méthane aérobie dans l’environnement.car ce mécanisme universel peut également expliquer nos observations précédentes sur la libération de méthane par les plantes.

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Outre l’augmentation de l’activité métabolique, le stress oxydatif, provoqué par des températures ambiantes plus élevées ou l’ajout de substances formant des ROS, a également entraîné une augmentation de la formation de méthane dans les organismes étudiés. Lorsque les scientifiques ont contrecarré ce phénomène à l’aide d’antioxydants, la formation de méthane a diminué, une interaction de facteurs qui pourraient réguler la présence de méthane dans les organismes.

« Cette interaction avec les facteurs de stress physiques et chimiques expliquerait également pourquoi un organisme individuel peut libérer des quantités très différentes de méthane », explique le Dr Frank Keppler, chef d’équipe. « Par conséquent, les fluctuations du méthane dans l’haleine d’une personne pourraient fournir des indications sur le niveau de stress oxydatif ou indiquer des réactions immunitaires », a-t-il ajouté. En outre, il est également supposé que les impacts du changement climatique sur les conditions environnementales et la température influencent le niveau de stress de nombreux organismes et les conduisent à libérer davantage de méthane.

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