JCJC - Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs

Métaux et Microorganismes: Chimie, Biologie et Applications Biotechnologiques pour la Bioremédiation – Bioremediation

Résumé de soumission

De nombreuses activités humaines, industrielles et agricoles sont à l'origine de certaines pollutions des sols, des nappes phréatiques, des cours d'eau et des eaux usées urbaines, en métaux toxiques. Ainsi, la teneur en ces métaux dans les sols dépasse en certains endroits le seuil de concentration fixé par la réglementation et représente un danger pour les êtres vivants. Ce problème est d'autant plus préoccupant que les métaux ne sont pas biodégradables. La grande majorité des procédés de dépollution des composés inorganiques sont de types physiques et physico-chimiques. Ces techniques sont souvent coûteuses et peu spécifiques par rapport à tous les ions présents dans le milieu à décontaminer. Les procédés biologiques impliquant des microorganismes, peuvent se révéler beaucoup plus spécifiques, moins onéreux et leur potentiel peut encore être augmenté par l'ingénierie génétique. Ils peuvent être applicable in situ et ex situ dans par exemple des bioincubateurs. Notre groupe, avec son expérience dans le domaine des interactions métaux-microorganismes, propose d'étudier la possibilité d'utiliser les biofilms et les voies d'assimilation du fer ou d'autres métaux, comme outils pour la dépollution de l'eau, des boues ou des sols contaminés par des métaux toxiques. Plus de 90 % des bactéries vivent en milieu naturel sous forme de biofilms. Les biofilms adhèrent toujours à un support. Ils sont de structures irrégulières et composés de communautés de bactéries inclues dans une matrice polymérique extracellulaire, composée de polysacharrides, de protéines et d'acides nucléiques. Cette matrice a été décrite comme chélateur de métaux et augmentait ainsi de 2 à 600 fois la résistance aux métaux lourds des bactéries poussant dans le biofilm comparé aux bactéries planctoniques. La spécificité de chélation des métaux de cette matrice polymérique extracellulaire sera étudiée dans ce projet, ainsi que les possibilités de l'augmenter vis-à-vis d'un métal toxique donné par ingénierie génétique. Notre groupe possède une très bonne expertise du transport du fer via des sidérophores chez les bactéries Gram négatives. Nous proposons ainsi d'étudier les propriétés et les spécificités de chélation des métaux toxiques par les sidérophores et leur transport via les voies d'assimilation du fer. Les possibilités d'utiliser les sidérophores (ou des analogues de synthèse) et plus particulièrement des sidérophores fluorescents dans des tests de détection ou de titrage de métaux toxiques dans les eaux ou les boues, seront étudiées également. Enfin nous essayerons de mieux comprendre les mécanismes d'interaction et de spécificité par rapport aux métaux, des protéines périplasmiques impliquées dans le transport des métaux chez les bactéries. Les possibilités de surexprimer ces protéines de manière à ce qu'elles soient adressées à la membrane externe ou dans la matrice polymérique extracellulaire seront explorées. Par ce procédé, nous espérons augmenter la spécificiter de chélation du biofilm. Ce projet se situe clairement à l'interface chimie, biologie et microbiologie et comprendra une part importante de recherche fondamentale pour comprendre le transport des métaux dans les biofilms et de recherche appliquée.

Coordination du projet

Isabelle SCHALK (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 150 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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