Percée dans la recherche sur le méthane : l’équipe de Marburg décode des enzymes clés

Percée dans la recherche sur le méthane : l’équipe de Marburg décode des enzymes clés

Le 16 avril 2025, une équipe de recherche de l’Université Philipps de Marburg a réalisé une percée prometteuse dans la recherche sur le méthane. Les résultats, publiés dans le célèbre magazine de recherche Nature, se concentrent sur l'activation de la méthylcoenzyme M réductase (MCR), une enzyme centrale dans la production biologique de méthane. Le méthane (CH4) a un potentiel de réchauffement climatique plusieurs fois supérieur à celui du dioxyde de carbone (CO2) et représente donc un défi important dans la lutte contre le changement climatique.

Pour la première fois, les chercheurs ont pu isoler et caractériser le complexe d’activation MCR d’un organisme modèle méthanogène. Ce processus nécessite une petite protéine connue sous le nom de McrC, ainsi que des protéines marqueurs méthanogènes (MMP) spécifiques et une ATPase. L'activation du MCR est orchestrée par l'apport d'énergie sous forme d'ATP. Jusqu’à présent, le fonctionnement exact de ce mécanisme n’était pas clair, notamment en raison du défi associé à l’atome de nickel présent dans le cofacteur F430.

Développements dans la production biochimique de méthane

Les chercheurs ont identifié trois composés métalliques spécialisés, appelés clusters L, en utilisant la cryomicroscopie électronique. Ces amas L, qui n'étaient auparavant suspectés qu'en relation avec les nitrogénases, montrent un lien intéressant entre la production de méthane et la fixation de l'azote. Cette avancée pourrait avoir des implications importantes pour la régulation des émissions de méthane et la compréhension des cycles biogéochimiques.

Les résultats de l’étude sont considérés comme une étape importante dans la recherche sur les processus biochimiques. Le professeur Gert Bange, scientifique de premier plan à l'Université de Marbourg, souligne l'excellence de l'université en matière de recherche en microbiologie et sur le climat et souligne les perspectives qu'offrent les nouvelles découvertes pour la recherche sur le climat et la biologie évolutive. La publication originale à ce sujet se trouve sous le DOI : 10.1038/s41586-025-08890-7 trouver.

Lien entre les méthanogènes et les microbes

Les résultats sur le MCR sont particulièrement pertinents car ils doivent être considérés dans le contexte de recherches antérieures. Par exemple, Ueno et al. (2006) la méthanogenèse microbienne au début de l'ère archéenne. Wolfe et Fournier (2018) analysent également comment le transfert horizontal de gènes a influencé l'évolution des méthanogènes. Les travaux de Thauer et autres (2008 ; 2019) montrent comment les différences écologiques dans la production d’énergie et le rôle des méthyl-coenzyme M réductases dans la formation anaérobie de méthane sont mis en évidence.

L'Institut Max Planck de biophysique et l'Institut Max Planck de microbiologie terrestre de Marbourg contribuent également à ce domaine de connaissances en étudiant la production de méthane par les archéobactéries dans des environnements sans oxygène. Ces archéobactéries sont actives dans divers habitats comme les rizières, les landes ou les estomacs de vaches et jouent un rôle essentiel dans la formation biologique de méthane.

Grâce à une connaissance plus approfondie des structures enzymatiques, en particulier des hydrogénases nickel-fer, qui sont cruciales pour la formation de méthane, de futures applications techniques dans la production d'hydrogène pourraient être développées. Ces enzymes pourraient être optimisées pour augmenter leur stabilité vis-à-vis de l'oxygène et ouvrir ainsi de nouvelles possibilités de production d'énergie.

Les recherches actuelles promettent donc non seulement une meilleure compréhension de la production biologique de méthane, mais également des approches pour lutter contre les défis climatiques grâce à des technologies améliorées.