Une équipe de scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) et du Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), un laboratoire soutenu par le Département de l'Énergie des États-Unis, a développé un nouveau outil pour identifier les enzymes présentes chez les bactéries du sol qui dégradent des molécules complexes. Ces enzymes, appelées amidases, aident à dégrader les liaisons amide, présentes dans de nombreuses substances biologiques. Les chercheurs se sont concentrés sur des bactéries capables de dégrader naturellement le chitine, un polymère naturel dur présent dans les carapaces des insectes et des crustacés ainsi que dans les parois cellulaires des champignons. Cette méthode utilise des composés synthétiques spécialement conçus qui émettent de la lumière lorsqu'ils sont exposés à certains enzymes. Ces composés sont dégradés par les enzymes microbiennes, créant ainsi des sondes capables de révéler la présence d'enzymes spécifiques. Le processus comporte deux étapes principales : d'abord, utiliser ces composés lumineux pour détecter en temps réel l'activité enzymatique, puis convertir ces signaux en balises permettant d'identifier les protéines responsables. Cette approche permet de relier le code génétique d'un organisme à la fonction réelle de ses protéines, un élément souvent manqué par les méthodes traditionnelles. En utilisant une grande bibliothèque de sondes chimiques, les chercheurs ont réussi à identifier les amidases dans des communautés complexes de bactéries du sol. Pour identifier plus précisément les protéines responsables, l'équipe a ajouté un marqueur chimique au composé le plus actif, ce qui leur a permis d'isoler et d'identifier les protéines à l'aide de la spectrométrie de masse, une technique qui détermine la structure moléculaire des substances. L'étude montre comment une bibliothèque flexible de composés lumineux peut être utilisée pour cartographier les enzymes dans leur environnement naturel, même lorsque ces enzymes n'ont jamais été identifiées ou étudiées auparavant. Cette méthode pourrait mener à de nouvelles découvertes en biotechnologie, telles que la découverte de bactéries capables de dégrader des matériaux synthétiques comme le nylon de manière écologique. La recherche a été publiée dans Chemical Communications, un journal scientifique qui couvre les avancées en chimie.