La Organisation des Nations Unies (ONU) indique que le changement climatique « fait référence aux changements à long terme des températures et des conditions météorologiques. » Dans ce sens, l’entité affirme que la combustion de combustibles fossiles « génère Émissions de gaz à effet de serre qui agissent comme une couverture qui entoure la Terre, emprisonnant le chaud du soleil et en élevant le températures».
Outre le dioxyde de carbone et le méthane, l’un des gaz à effet de serre qui inquiète les experts est le protoxyde d’azote. Selon l’ONU, « lorsque des espèces d’azote réactif sont exposées au sol, comme dans les engrais, elles provoquent des réactions microbiennes qui libèrent ce gaz, qui est 300 fois plus puissant pour réchauffer l’atmosphère que le dioxyde de carbone».
Dans ce contexte, une étude réalisée par des chercheurs du Institut de technologie de Californie (Caltech) a dit que une nouvelle classe d’enzyme permet aux bactéries respirer du nitrate dans des conditions de faible teneur en oxygène. Ce processus, selon les auteurs, produit du protoxyde d’azote.
Selon les auteurs, la production de protoxyde d’azote se produit dans ce cas pendant dénitrification. Cette dynamique, par laquelle les bactéries décomposent les nitrates présents dans les engrais, est plus courante dans les environnements où les niveaux d’oxygène sont rares, comme les zones humides, les sols alpins et les lacs.
Ainsi, la découverte -publiée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences- pourrait avoir des implications importantes pour le comprendre et aborder les phénomènes associés au changement climatique. Parce que? Selon les experts, l’analyse de nouvelles enzymes et de leur production de N₂O pourrait être cruciale pour développer des stratégies efficaces contre le changement climatique.
« L’oxyde nitreux est un gaz à effet de serre beaucoup plus difficile à surveiller que le dioxyde de carbone, mais grâce à cette recherche, nous savons désormais que Il existe beaucoup plus de sources qui produisent du protoxyde d’azote qu’on ne le pensait auparavant.“, dit Woody Fischerprofesseur de géobiologie et chercheur principal de l’étude.
« Comprendre où et quand ce gaz est rejeté dans l’atmosphère peut nous aider à prendre des décisions plus judicieuses. “Il y a un avenir pas trop lointain dans lequel un agriculteur disposera d’informations sur les communautés microbiennes présentes dans son sol, ce qui lui permettra de prendre des décisions éclairées sur comment et quand utiliser les engrais pour la santé du paysage”, a ajouté Fischer.
L’équipe d’experts a examiné les séquences génomiques de dizaines de milliers d’espèces microbiennes différentes dans divers environnements sur Terre. La plupart des cellules de la biosphère utilisent des protéines spécifiques appelées réductases pour respirer de l’oxygène, disaient-ils. Cependant, les auteurs ont fait valoir qu’il existe un large éventail de réductases qui ont développé des protéines pour la respiration. oxyde nitrique (NO)quelque chose qui produirait par conséquent du protoxyde d’azote.
La recherche suggère qu’une meilleure gestion des engrais dans l’agriculture pourrait réduire considérablement les émissions d’oxyde d’azote. Selon l’étude, ces connaissances pourraient être essentielles au développement de nouvelles technologies et de pratiques agricoles durables.
Les experts ont souligné que La mise en œuvre de techniques avancées de surveillance et d’analyse génomique permettra d’identifier et de quantifier plus précisément les sources d’oxyde d’azote, facilitant ainsi l’adoption de mesures plus efficaces pour son contrôle.
Dans la publication, les spécialistes développent : « L’oxyde nitreux est un puissant gaz à effet de serre dont la production est catalysée par l’oxyde nitrique réductase (NOR), membres de la superfamille d’enzymes hème-cuivre oxydoréductase (HCO). “Nous avons identifié plusieurs familles de HCO jusqu’alors non caractérisées, dont quatre (eNOR, sNOR, gNOR et nNOR) semblent effectuer une réduction de l’oxyde nitrique (NO).”
Pour la dimensionnalité : selon le NIH, la réduction concerne le processus d’oxydo-réduction, une « réaction chimique qui se produit entre une substance oxydante et une substance réductrice ». Au cours de la réaction, la substance oxydante perd des électrons et la substance réductrice en gagne. Par exemple, la rouille se forme lorsqu’il y a une réaction d’oxydo-réduction entre l’oxygène contenu dans l’eau ou l’air humide (une substance oxydante) et le fer (une substance réductrice).
Dans l’ensemble, les auteurs de l’étude en question ont écrit : « Ces familles ont de nouvelles structures de sites actifs et plusieurs ont conservé des canaux protoniques, ce qui suggère qu’elles pourraient associer la réduction du NO à la conservation de l’énergie. Nous isolons et caractérisons biochimiquement un membre de la famille des bactéries eNOR Rhodothermus marinus et nous avons découvert que cela réduit le NO.
Et ils ont développé : « Nous utilisons les données de séquence environnementale pour trouver des enzymes qui produisent du protoxyde d’azote à partir du NO et nous validons notre hypothèse par des expériences. “Ces nouvelles enzymes sont susceptibles de contribuer aux flux mondiaux d’oxyde d’azote et d’élargir l’étendue du cycle de l’azote.”
Cette étude « renverse le scénario », selon Fischer. «Cela montre que le protéines qui permettent au respiration des nitrates en réalité évolué de ceux qui respirent de l’oxygène, il y a environ deux milliards d’années », a-t-il déclaré. L’ouvrage indiquait que le respiration des nitrates et la dénitrification ils sont processus évolutifs plus récents qu’on ne le pensait. L’évolution de ces enzymes à partir des oxygène réductases implique une adaptation significative aux conditions environnementales changeantes de la Terre.
Fischer a postulé : « Nous avons négligé de grandes régions de la biosphère où le protoxyde d’azote était produit parce que ces protéines n’ont pas été découvertes. Désormais, nous pouvons prédire avec beaucoup plus de précision, grâce aux informations sur les séquences génomiques, Quels organismes dans quels environnements produisent du protoxyde d’azote. «Il y en a bien plus que nous ne le pensions.»
Un autre des experts en charge des travaux, James Chanvre, a noté : « Nos travaux ont considérablement augmenté la diversité biochimique de l’une des familles d’enzymes les plus étudiées en microbiologie. “Cela devrait servir d’avertissement quant au fait que l’analyse métabolique automatisée sans vérification expérimentale peut conduire à des conclusions incorrectes sur les fonctions microbiennes et communautaires.”
