Le monde du vivant compte une multitude d'organismes capables de synthétiser des structures biologiques en incorporant des minéraux présents dans leur environnement. Coquilles d'œufs ou de mollusques, carapaces de crustacés, exosquelettes de coraux, d'algues ou de phytoplanctons sont autant d'illustrations de cette biominéralisation, auxquelles s'ajoutent celles, plus fines, des bactéries « magnétotactiques », capables de se déplacer le long de lignes de champ magnétique.

« Contrairement aux coraux ou aux crustacés, ces bactéries contrôlent la biominéralisation grâce à un organite spécialisé, le magnétosome, souligne Damien Faivre, chercheur au BIAM. Cet organite situé dans le cytoplasme, au cœur de la cellule, produit des chapelets de nanoparticules d'oxyde de fer (magnétite) ou de sulfure de fer (greigite) qui permettent probablement aux bactéries de s'orienter par rapport aux lignes de champ magnétique. »

Des chercheurs du BIAM et leurs partenaires se sont intéressés à une souche particulière (BW-1) de la bactérie magnétotactique (Desulfamplus magnetovallimortis) qui a la particularité de biominéraliser aussi le sulfure de cuivre, comme en témoigne la présence de nanoparticules de sulfure de cuivre dans l'espace séparant la membrane cytoplasmique et la membrane externe de la bactérie (périplasme).

Ils ont comparé les souches BW-1 et RS-1 de la bactérie en présence d'ions de zinc, nickel ou cobalt. Résultat : BW-1 produit des biominéralisations, à la différence de RS-1 qui n'en présente aucune.

Ces observations suggèrent que les biominéralisations de sulfure de cuivre observées chez BW-1 ne sont pas un simple processus biologiquement induit, mais plutôt un processus biologiquement contrôlé.

Les chercheurs ont également mis en évidence la présence de protéines qu'ils pensent être impliquées dans la formation des nanoparticules de sulfure de cuivre.

Il leur reste à comprendre la formation et le fonctionnement de l'organite producteur de nanocristallites de sulfure de cuivre. À terme, cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la dépollution, notamment la récolte de substances présentes sous forme de traces, aujourd'hui impossibles à prélever.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec le Weizmann Institute of Science (Israël), l'Université de Pannonie (Hongrie) et le centre CEA de Marcoule.