Une étude, dont les résultats intitulés «Chemical signature of magnetotactic bacteria» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de découvrir un marqueur spécifique des magnétites synthétisées par les bactéries magnétotactiques (MTB) au sein de leur cellule, reposant sur leurs teneurs en éléments chimiques présents à l’état de traces.

Les MTB «sont des bactéries capables de synthétiser des cristaux nanométriques de magnétite de façon génétiquement contrôlée». Comme ces cristaux de magnétite, formés au sein de la cellule, dans des organites appelés magnétosomes» se déposent, lorsque les bactéries meurent, et peuvent être enfouis et fossilisés dans les sédiments, ces MTB «ont été proposées comme représentant l’une des plus anciennes formes de biominéralisation».

Cependant, en dehors des MTB, «plusieurs autres voies naturelles de formation de la magnétite existent : soit par d’autres bactéries à l’extérieur des cellules, soit par précipitation abiotique, c’est-à-dire sans intervention directe du vivant». C'est pourquoi l'étude ici présentée a eu pour objectif d'aider à «différencier toutes ces magnétites ou leurs produits de transformation dans des sédiments d’âges variés».

Comme «la magnétite produite au sein de vésicules dans les bactéries magnétotactiques n’est pas en contact direct avec le milieu aqueux extérieur riche en ions», il a été «proposé depuis longtemps que cette magnétite d’origine bactérienne devait posséder une composition très pure, reflétant le rôle de filtre chimique des frontières cellulaires pour la plupart des ions lourds».

Pour le vérifier, «la teneur de 34 éléments traces dans la magnétite produite par des bactéries magnétotactiques, et dans la magnétite synthétisée par des processus chimiques abiotiques» a été comparée.

Il est ainsi apparu que «la pureté chimique des magnétites de MTB est certes très bonne, mais imparfaite» puisque «la totalité des éléments traces y sont présents à des concentrations comprises entre 0,0001 et 0,001% de la masse de magnétite».

Ainsi, «même si l’incorporation des éléments traces est cent fois plus faible dans les magnétites bactériennes qu’en conditions abiotiques, certains éléments comme le molybdène et l’étain y sont plus concentrés, suggérant un contrôle biologique de leur transfert depuis le milieu extérieur».

Ces données, qui «ouvrent de nouvelles perspectives d’étude du métabolisme de ces microorganismes», peuvent être «un marqueur pour l’identification des fossiles de bactéries magnétotactiques» dans le cadre de la détermination de «l’origine des cristaux de magnétite présents dans des sédiments terrestres pouvant être âgés de plusieurs milliards d’années, ou dans des échantillons d’origine extraterrestre».