Les bactéries du genre Thiobacillus contiennent une espèce de bactérie dénitrifiante, l’espèce Thiobacillus denitrificans.
Thiobacillus denitrificans est une bactérie chimioautotrophe largement distribuée et à gram positif obligatoire avec un répertoire métabolique inhabituel qui peut résoudre quelques préoccupations environnementales. T. denitrificans est mieux connu pour sa capacité de coupler l’oxydation des composés inorganiques de soufre (tels que le sulfure d’hydrogène et le thiosulfate) à la dénitrification, mais il a récemment été trouvé à coupler l’oxydation anaérobie de Fe (II) à la dénitrification. Parmi les donneurs d’électrons inorganiques que T. denitrificans peut utiliser, il y a des minéraux faiblement solubles contenant du fer réduit et/ou du soufre, tels que la pyrite (FeS2) et FeS. Le mécanisme par lequel cette espèce peut utiliser des donneurs d’électrons en phase solide qui ne peut pas être prise dans la cellule est d’un intérêt considérable, mais le mécanisme reste actuellement inconnu. T. denitrificans diffère de nombreuses bactéries chimiolithotrophe connues oxydant le soufre (telles que Acidithiobacillus ferrooxidans) en ce sens qu’il est un anaérobie facultatif (il peut respirer l’oxygène directement ou par dénitrification) plutôt que comme un aérobie obligatoire vit à pH neutre plutôt que pH acide.
Du point de vue environnemental, T. denitrificans est un agent naturel pour la bioremédiation intrinsèque d’un contaminant majeur des eaux souterraines : les nitrates. Plusieurs études récentes ont montré que la dénitrification chimiolithotrophe, avec de la pyrite ou d’autres minéraux sulfureux réduits comme donneurs d’électrons, peut être un moyen important d’assainissement naturel du nitrate de l’eau souterraine contaminée. La contamination par les nitrates des eaux souterraines est un problème omniprésent et hautement prioritaire dans les zones rurales et urbaines à travers la plupart des pays fortement industriels et agricoles, et dans de nombreuses régions du monde entier. En plus de son rôle dans l’assainissement naturel des environnements contaminés par des nitrates, T. denitrificans a été utilisé dans les systèmes de traitement de l’eau conçus pour l’élimination des nitrates. En ce qui concerne une autre préoccupation de l’environnement, la capacité de T. denitrificans pour rendre les nitrates dépendants de l’oxydation de Fe(II) dans des conditions anaérobies, pourrait influencer le transport des métaux et des radionucléides dans le sous-sol, comme contenant du fer ferrique sous forme minérale qui peuvent être formés, en particulier les oxydes de Fe(III), sont bien connus pour leur capacité d’adsorption des métaux lourds et les radionucléides, comme l’uranium.
Avant le séquençage du génome, la plupart des travaux moléculaires avec T. denitrificans ont porté sur les gènes associés à la fixation du CO2, un gaz à effet de serre, (cette espèce dispose à la fois des forme I et II de la ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase ou RubisCO) et dans une moindre mesure avec l’oxydation du soufre (tels que le gène codant pour l’adenylylsulfate : phosphate de adénylyltransférase, qui catalyse une étape de l’AMP-dépendante l’oxydation du sulfite en sulfate par l’APS). La disponibilité de l’ensemble du génome va faciliter l’étude des nitrates dépendants de l’oxydation de Fe(II) (la biochimie et la génétique sous-jacentes qui ne sont actuellement pas connues dans toutes les bactéries) et comment les facteurs physiques/chimiques régissent les activités métaboliques pertinentes de l’environnement de T. denitrificans, pouvant conduire à l’amélioration des méthodes de prédiction fiables et de détection de telles activités dans des environnements souterrains.
