Les scientifiques découvrent que des centaines de bactéries intestinales sont électriques
Une nouvelle recherche révèle un fait surprenant concernant de nombreux types de bactéries intestinales: elles peuvent produire de l'électricité.
Les bactéries électrogènes sont celles qui sont capables de produire une certaine quantité d'électricité.
Pour cette raison, des recherches en cours étudient les moyens d'utiliser ces micro-organismes pour développer des dispositifs de type batterie alternatifs plus durables.
Jusqu'à présent, des bactéries électrogènes ont été trouvées dans des environnements naturels assez spécifiques, tels que les sédiments de divers plans d'eau.
Ces environnements sont généralement anaérobies, ce qui signifie qu'ils ne contiennent pas d'oxygène libre. Maintenant, pour la toute première fois, des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley ont découvert que des centaines de bactéries différentes dans l'intestin humain sont également électrogéniques.
Ceux-ci incluent de nombreux types de bactéries, des bactéries pathogènes capables de provoquer des maladies aux bactéries probiotiques qui favorisent la santé intestinale. Pourtant, ces bactéries intestinales produisent de l'électricité en utilisant un mécanisme différent de celui utilisé par les bactéries électrogènes connues d'autres environnements.
Les chercheurs - dirigés par le professeur Dan Portnoy - rapportent leur importante découverte dans un article d'étude publié dans la revue La nature.
Une découverte surprenante
Le professeur Portnoy et son équipe expliquent que certains des brins de bactéries génératrices d'électricité qu'ils ont maintenant identifiés comprennent Listeria monocytogenes (un coupable courant en cas de diarrhée), Clostridium perfringens (qui cause la gangrène), et Enterococcus faecalis (un agent pathogène parfois acquis lors de séjours à l'hôpital).
Cependant, de nombreuses autres bactéries productrices d'électricité dans l'intestin sont bénignes. Certains d'entre eux sont des probiotiques, observent les chercheurs, tandis que d'autres, comme le Lactobacilles souches, jouent un rôle dans la fermentation.
«Le fait que tant de bogues qui interagissent avec les humains, que ce soit en tant que pathogènes ou dans les probiotiques ou dans notre microbiote ou impliqués dans la fermentation de produits humains, sont électrogènes - cela avait été oublié auparavant.»
Professeur Dan Portnoy
Cela, ajoute-t-il, «pourrait nous en dire long sur la façon dont ces bactéries nous infectent ou nous aident à avoir un intestin sain.»
En outre, les scientifiques s'attendent à ce que leur découverte inattendue puisse également être utile dans les futurs projets qui visent à créer une pile à combustible microbienne, une stratégie innovante pour générer de l'énergie renouvelable.
Les chercheurs expliquent que les bactéries génèrent de l'électricité dans le cadre de leur métabolisme, dans un processus qu'elles comparent à la respiration.
Cependant, alors que des organismes tels que les plantes et les animaux, qui vivent dans des environnements riches en oxygène, utilisent l'oxygène pour les aider dans leur métabolisme, les bactéries qui résident dans des environnements anaérobies doivent utiliser d'autres éléments chimiques.
Ainsi, les bactéries qui résident au fond des lacs utilisent généralement un minéral, comme le fer ou le manganèse, au cours de leur processus métabolique complexe, générant ainsi de l'électricité.
Bactéries intestinales: électrogéniques parce que c’est «facile?»
Cependant, les bactéries électrogènes trouvées dans l'intestin semblent avoir un processus de génération d'électricité plus simple, et elles utilisent un composé organique connu sous le nom de flavine, qui est un dérivé de la vitamine B-2.
«Il semble que la structure cellulaire de ces bactéries et la niche écologique riche en vitamines qu'elles occupent rendent considérablement plus facile et plus rentable le transfert d'électrons hors de la cellule», explique le premier auteur de l'étude, Sam Light.
"Ainsi", dit-il, "nous pensons que les bactéries à respiration minérale étudiées de manière conventionnelle utilisent le transfert d'électrons extracellulaire parce que c'est crucial pour la survie, alors que ces bactéries nouvellement identifiées l'utilisent parce que c'est" facile "."
En collaboration avec des experts du Lawrence Berkeley National Laboratory de l'Université de Californie, Light et ses collègues ont effectué d'autres tests pour voir la quantité d'électricité que ces bactéries intestinales sont capables de produire.
Ils ont découvert que les bactéries intestinales généraient presque autant d'électricité que les autres bactéries électrogènes: jusqu'à 100 000 électrons par seconde et par cellule.
En particulier, ils ont été surpris de constater que Lactobacillus - un brin bactérien qui joue un rôle dans la fermentation et est utilisé pour faire du fromage, du yaourt et de la choucroute - a des propriétés électrogéniques.
Maintenant, Light et ses collègues se demandent si ces propriétés sont du tout pertinentes pour le goût qui Lactobacillus crée dans les produits alimentaires obtenus par fermentation.
«C'est une grande partie de la physiologie des bactéries dont les gens ne se rendaient pas compte», conclut Light, «et qui pourraient être potentiellement manipulées.»
