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Fait marquant

Diversité bactérienne et biodégradation des polluants



Nous étudions les bactéries qui jouent un rôle majeur dans la biodégradation in situ des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Afin d'identifier ces bactéries dépollueuses, ils ont mis en œuvre des méthodes moléculaires, indépendantes de la culture en laboratoire.​

Publié le 12 décembre 2012

La pollution de l’environnement par des composés organiques toxiques est une des conséquences du développement industriel et de l’exploitation des ressources minières. Certains polluants comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont particulièrement persistants et représentent un risque pour l’homme et les écosystèmes.


Dans le but de promouvoir des procédés de bioremédiation des sites pollués, plusieurs espèces bactériennes capables de dégrader des HAP ont été isolées et étudiées dans notre laboratoire. Cependant, 95% des bactéries du sol sont non cultivables et quasi inconnues de sorte que peu de données sont disponibles concernant ces espèces qui dégradent les HAP dans le sol. Afin d'identifier les bactéries dépollueuses, ces chercheurs ont mis en œuvre des méthodes moléculaires, indépendantes de la culture en laboratoire.

L’approche employée repose sur un marquage métabolique in situ pour cibler les bactéries aptes à utiliser les HAP comme sources de carbone. Pour cela, du phénanthrène marqué au carbone 13C a été synthétisé et introduit comme substrat dans des échantillons de sol contaminé. Après incubation en microcosme, les ADN microbiens ont été extraits du sol.
Une fraction d’ADN enrichi en13C a ensuite été isolée, et a servi à démasquer les principaux acteurs de la dégradation du phénanthrène en se basant sur la séquence de biomarqueurs (ARNr 16S). Il s’agit essentiellement de ß-protéobactéries appartenant à des genres mal connus, pour la plupart non cultivables [1]. L’étude a également révélé que la nature des bactéries dominantes change au cours de l’incubation suggérant que celles ci s’adaptent en fonction de la biodisponibilité des HAP dans le sol.
Pour explorer le potentiel biocatalytique des espèces dépollueuses, la diversité des dioxygénases qui catalysent l’étape initiale d’oxydation des HAP a été étudiée en amplifiant à partir d’ADN marqué des séquences codant leur domaine catalytique. La majorité (82%) n’avait que peu de similitudes avec les enzymes connues. L’activité catalytique d’oxydation des HAP associée à ces séquences a ensuite été révélée par la construction et le dosage d’enzymes hybrides [2]. Dans le prolongement de ces travaux, le génome des bactéries les plus actives dans la dégradation des HAP est étudié par une approche métagénomique, en collaboration avec le Génoscope d’Évry. En première analyse, sur 34 000 séquences de protéines prédites, 2/3 sont apparentées à celles de ß-protéobactéries proches des genres dominants identifiés précédemment.

Ce type d'étude permettra de mieux connaître les bactéries qui jouent un rôle majeur dans la biodégradation in situ des HAP et vise à améliorer les procédés de bioremédiation des sites pollués.

Microcosme : dispositif reproduisant à petite échelle un écosystème complexe.
L'approche métagénomique permet d’analyser les génomes d’une population mixte de bactéries sans isolement préalable des espèces qui la constituent.

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