Un nouveau processus biominéralogique pour le piégeage du fer et du manganèse dans les systèmes d'eau douce par les cyanobactéries – CYANOCAT

Le projet CYANOCAT étudie un processus biominéralogique découvert récemment, par lequel des cyanobactéries d’eau douce précipitent, en se divisant, des anneaux d’oxydes de fer et de manganèse. Pouvant atteindre des densités cellulaires élevées, ces bactéries produisent de grandes quantités d’anneaux. Ce mécanisme pourrait être une voie méconnue mais importante de piégeage et de recyclage des métaux. En concentrant le Fe et le Mn — deux éléments essentiels mais parfois limitants ou toxiques pour les bactéries, notamment photosynthétiques — ces cyanobactéries pourraient moduler la disponibilité du Fe–Mn, la chimie du carbone organique dissous ou encore la dynamique des métaux traces dans les milieux d’eau douce. Cependant, la distribution phylogénétique de ces bactéries, leur prévalence, les mécanismes moléculaires du processus — en particulier de concentration du Fe dans des conditions où il est supposé peu disponible — ainsi que son impact biogéochimique restent inconnus.
CYANOCAT développera une approche intégrée associant géochimie, minéralogie et génomique, pour (i) déterminer la distribution phylogénétique et environnementale de ces cyanobactéries, (ii) identifier les gènes et voies métaboliques impliqués dans la biominéralisation, (iii) quantifier leur contribution aux cycles locaux du Fe, du Mn et des métaux traces. Un consortium pluridisciplinaire associant spécialistes en géochimie/minéralogie (IMPMC, LSCE) et écologie microbienne/génomique (MCAM, ESE) mènera des campagnes de terrain pour analyser les colonnes d’eau et sédiments de plusieurs lacs. Une large gamme d’outils sera mobilisée : cytométrie en flux, microscopies, analyses synchrotron, génomique comparative, métabarcoding et cultures. En révélant un maillon manquant du cycle des métaux dans les eaux douces, CYANOCAT pourrait redéfinir notre compréhension du fonctionnement géochimique de certains lacs et identifier une nouvelle stratégie microbienne de séquestration et d’utilisation des métaux.