Romain
Une équipe de recherche australienne l’a découvert en démontrant qu’une enzyme bactérienne, appelée Huc, convertit l’hydrogène atmosphérique en courant électrique.
Produire de l’électricité à partir de rien, ou plutôt directement à partir de l’air que nous respirons, peut sembler de la science-fiction. Pourtant, certaines bactéries du sol savent utiliser l’hydrogène atmosphérique comme source d’énergie. C’est ce qu’a compris une équipe de recherche australienne qui vient de découvrir le mécanisme par lequel ces micro-organismes convertissent l’hydrogène gazeux en courant électrique. Dans un article récent publié dans Nature, l’équipe de recherche dirigée par le Dr Rhys Grinter, la doctorante Ashleigh Kropp et le professeur Chris Greening du Monash University Biomedicine Discovery Institute à Melbourne, Australie, a en effet identifié l’enzyme responsable de cette transformation en Mycobacterium smegmatis. , une espèce bactérienne non pathogène qui, lorsqu’il n’y a pas d’autre aliment disponible, utilise une hydrogénase, appelée Huc, pour consommer de l’hydrogène gazeux comme source d’énergie.
Une étude précédente menée par la même équipe a indiqué que de nombreuses bactéries dépendent de l’hydrogène atmosphérique comme source d’énergie dans des environnements pauvres en nutriments. « Ils savent depuis longtemps que les bactéries peuvent utiliser des traces d’hydrogène dans l’air comme source d’énergie pour se développer et survivre, même dans les sols antarctiques, les cratères volcaniques et dans les profondeurs de l’océan – explique le professeur Greening -. Mais nous ne savions pas comment ils avaient réussi à le faire, du moins jusqu’à maintenant. »
Une enzyme peut transformer l’air en électricité
Dans le nouveau travail, les chercheurs ont déterminé la structure de l’enzyme Huc, étudiant son mécanisme et démontrant qu’elle est extraordinairement efficace. « Contrairement à toutes les autres enzymes et catalyseurs chimiques connus, il consomme même de l’hydrogène en dessous des niveaux atmosphériques, à peine 0,00005% de l’air que nous respirons », observe le Dr Grinter qui, à l’aide de la microscopie avancée (cryo-EM), avec des collègues a déterminé la structure atomique et les voies électriques de l’hydrogénase, résultant en la structure enzymatique la plus complète jamais obtenue par cette méthode à ce jour. Les chercheurs ont également utilisé une technique appelée électrochimie pour démontrer que l’enzyme purifiée crée de l’électricité à des concentrations infimes d’hydrogène.
Des recherches en laboratoire ont également indiqué que l’enzyme purifiée peut être stockée pendant de longues périodes dans diverses conditions. « Il est étonnamment stable – a souligné Kropp -. Il peut être congelé ou chauffé à 80 degrés Celsius sans perdre sa capacité à générer de l’énergie. Cela reflète le rôle de cette enzyme pour aider les bactéries à survivre dans les environnements les plus extrêmes. »
Cette découverte ouvre la voie à la création d’appareils qui produisent de l’énergie à partir de rien. « L’enzyme Huc – observent les savants – est une « pile naturelle » qui produit un courant électrique à partir de l’air ou de l’hydrogène ajouté. Bien que cette recherche n’en soit qu’à ses débuts, la découverte de HUC a un potentiel important pour le développement de petits appareils à air comprimé, par exemple comme alternative aux appareils à énergie solaire. »
Les bactéries possédant des enzymes comme Huc sont courantes et peuvent être cultivées en grand nombre, ce qui indique que nous pouvons avoir accès à une source durable de l’enzyme. Selon le Dr Grinter, l’un des principaux objectifs des travaux futurs sera d’aider à la synthèse de Huc. « Une fois produit en quantités suffisantes – a conclu l’expert – le ciel sera pratiquement la limite de son utilisation dans la production d’énergie propre ».
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