Développement et application d'une méthode de marquage de l'ADN par des nanoparticules magnétiques pour définir le rôle des transferts horizontaux de gènes entre bactéries dans les processus de bio-atténuation des polluants du sol, – EMERGENT

Les communautés bactériennes du sol sont dotées d’un potentiel génétique considérable et de mécanismes adaptatifs extrêmement efficaces qui en font des acteurs clés des processus de la dépollution des sols contaminés par les substances chimiques xénobiotiques produites par l’homme. Le processus de bio-atténuation par lequel un sol est capable de s’auto-épurer naturellement des polluants chimiques d’origine anthropique grâce à ses microorganismes indigènes demeure encore mal compris et de ce fait ne peut encore guère être complété par des procédés actifs de bio-remédiation basés sur l’utilisation de souches bactériennes sélectionnées ou construites génétiquement. Ceci est du à la difficulté d’étudier des microorganismes dont seule une très faible proportion peut être cultivée et propagée in vitro. Le processus de bio-atténuation fait aussi appel à des mécanismes génétiques complexes comme les tranferts horizontaux de gènes entre bactéries qui sont particulièrement difficiles à étudier in situ. Le projet « Emergent » se propose d’aborder l’étude de la bio-atténuation dans les sols en développant une nouvelle approche technologique d’étude des transferts horizontaux de gènes in situ. Elle sera appliquée pour comprendre comment a pu se créer récemment un gène mosaïque bactérien impliqué dans l’étape initiale de dégradation du pesticide xénobiotique lindane (gamma-hexochlorocyclohexane) et comment ce gène mais aussi les autres gènes nécessaires à la complète minéralisation du lindane peuvent être disséminés dans la microflore et accroître naturellement les potentialités de bio-atténuation ou servir pour des programmes de bio-remédiation. D’un point de vue technologique, le projet « Emergent » développera grâce à son consortium de partenaires aux compétences pluridisciplinaires et complémentaires une nouvelle technologie consistant à greffer sur des molécules d’ADN des nanoparticules magnétiques, permettant dans un second temps de manipuler, .grâce à des micro-aimants les cellules bactériennes marquées par cet ADN. Cette technologie sera appliquée pour récupérer spécifiquement les bactéries de la microflore indigène d’un sol ayant été transformées génétiquement par des molécules marquées d’ADN chromosomique ou plasmidique contenant les gènes impliqués dans la dégradation du lindane. Nos objectifs seront de manipuler ces cellules isolées, de les identifier et même, grâce à une combinaison des technologies de micromanipulation, d’amplification génique et de séquençage haut-débit, de décrypter totalement leur génome pour appréhender les mécanismes moléculaires de la bio-atténuation. Les objectifs du projet « Emergent » sont de développer et valider les protocoles de greffage et de manipulation cellulaire, d’abord en conditions in vitro sur du matériel biologique domestiqué (bactéries modèles) avant de réaliser les expérimentations sur des échantillons de sol et aborder les cellules bactériennes indigènes.