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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
En plus de substrats azotés ou carbonés, les micro-organismes ont besoin de
composés donneurs et accepteurs d’électron, les transferts d’électron fournissant
l’énergie nécessaire aux réactions biochimiques. Certains micro-organismes sont
aérobies et utilisent l’oxygène comme accepteur terminal d’électron dans la respiration, d’autres se développent en anaerobiose et utilisent des mtiates, sulfates ou
le dioxyde de carbone comme accepteur d’électron. Certaines espèces utilisent
l’énergie provenant de l’oxydation ou de la réduction des métaux pour synthétiser
des molécules organiques à partir de dioxyde de carbone. Ce sont des organismes
chimiolithotrophes. Ils ont un effet direct sur la spéciation de ces métaux. Enfin,
les micro-organismes peuvent modifier la spéciation des métaux ou d’éléments
traces (e.g. Se, I) par la synthèse ou par la dégradation de molécules organiques
complexant ces éléments. De nombreux métaux, dont le cobalt, sont des oligoéléments essentiels pour les micro-organismes, par leur présence dans plus d’un tiers
des protéines dont la structure est connue. Le sélénium est également essentiel par
son incorporation dans les sélénocystéines et méthionines. Il existe des stratégies
de transport actif de métaux pour le franchissement de la membrane externe ainsi
que des mécanismes de transport intracellulaire, médiés par des métallochaperonnes, permettant la synthèse et la maturation des métalloprotéines. En revanche,
une trop forte concentration intracellulaire de ces métaux essentiels peut s’avérer
toxique. Le maintien de la concentration intracellulaire en métaux implique des
régulations très fines, des systèmes de contrôle de l’homéostasie cellulaire, des
systèmes d’export ou d’efflux ainsi que des systèmes de protection. Ces derniers
peuvent impliquer la synthèse de molécules chélatantes au niveau de la paroi
externe, dans le milieu extracellulaire ou intracellulaire. Ces différents dispositifs
modifient la spéciation des éléments traces métalliques et leur biodisponibilité.
Ils modifient également la spéciation des métaux ou radionucléides sans fonction
biologique, qui peuvent emprunter les voies de transport de métaux physiologiques et substituer les métaux au site actif de certaines protéines.
Dans ce chapitre, nous allons évaluer le rôle des micro-organismes sur la
biodisponibilité des métaux et radionucléides et sur leur transfert dans les sols et
les eaux (vers la chaîne alimentaire) en décrivant les effets macroscopiques ainsi
que les mécanismes moléculaires de modification de spéciation des éléments.
7.
Diversité microbienne de sols naturellement riches t
D
en sélénium et uranium (Se, U) ou contaminés
aux métaux et radionucléides (MR)
j
(Ü
c
La diversité globale des communautés bactériennes de sols contaminés aux ?
métaux et ladioéléments est rapportée dans plusieurs publications (sols de Tcher- 8
nobyl en Ukiaine, sites contaminés par des déchets nucléaires du département j
de 1 énergie (DOE) sur le territoire américain, sites miniers, eaux d’exhaure, site "
d enfouissement de déchets à Tomsk en Russie, etc.). La pollution induit un effet j
négatif sur la diversité globale des populations de micro-organismes, et généra- |
ement un enrichissement en espèces résistantes. De nombreuses espèces culti- 0
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
En plus de substrats azotés ou carbonés, les micro-organismes ont besoin de
composés donneurs et accepteurs d’électron, les transferts d’électron fournissant
l’énergie nécessaire aux réactions biochimiques. Certains micro-organismes sont
aérobies et utilisent l’oxygène comme accepteur terminal d’électron dans la respiration, d’autres se développent en anaerobiose et utilisent des mtiates, sulfates ou
le dioxyde de carbone comme accepteur d’électron. Certaines espèces utilisent
l’énergie provenant de l’oxydation ou de la réduction des métaux pour synthétiser
des molécules organiques à partir de dioxyde de carbone. Ce sont des organismes
chimiolithotrophes. Ils ont un effet direct sur la spéciation de ces métaux. Enfin,
les micro-organismes peuvent modifier la spéciation des métaux ou d’éléments
traces (e.g. Se, I) par la synthèse ou par la dégradation de molécules organiques
complexant ces éléments. De nombreux métaux, dont le cobalt, sont des oligoéléments essentiels pour les micro-organismes, par leur présence dans plus d’un tiers
des protéines dont la structure est connue. Le sélénium est également essentiel par
son incorporation dans les sélénocystéines et méthionines. Il existe des stratégies
de transport actif de métaux pour le franchissement de la membrane externe ainsi
que des mécanismes de transport intracellulaire, médiés par des métallochaperonnes, permettant la synthèse et la maturation des métalloprotéines. En revanche,
une trop forte concentration intracellulaire de ces métaux essentiels peut s’avérer
toxique. Le maintien de la concentration intracellulaire en métaux implique des
régulations très fines, des systèmes de contrôle de l’homéostasie cellulaire, des
systèmes d’export ou d’efflux ainsi que des systèmes de protection. Ces derniers
peuvent impliquer la synthèse de molécules chélatantes au niveau de la paroi
externe, dans le milieu extracellulaire ou intracellulaire. Ces différents dispositifs
modifient la spéciation des éléments traces métalliques et leur biodisponibilité.
Ils modifient également la spéciation des métaux ou radionucléides sans fonction
biologique, qui peuvent emprunter les voies de transport de métaux physiologiques et substituer les métaux au site actif de certaines protéines.
Dans ce chapitre, nous allons évaluer le rôle des micro-organismes sur la
biodisponibilité des métaux et radionucléides et sur leur transfert dans les sols et
les eaux (vers la chaîne alimentaire) en décrivant les effets macroscopiques ainsi
que les mécanismes moléculaires de modification de spéciation des éléments.
7.
Diversité microbienne de sols naturellement riches t
D
en sélénium et uranium (Se, U) ou contaminés
aux métaux et radionucléides (MR)
j
(Ü
c
La diversité globale des communautés bactériennes de sols contaminés aux ?
métaux et ladioéléments est rapportée dans plusieurs publications (sols de Tcher- 8
nobyl en Ukiaine, sites contaminés par des déchets nucléaires du département j
de 1 énergie (DOE) sur le territoire américain, sites miniers, eaux d’exhaure, site "
d enfouissement de déchets à Tomsk en Russie, etc.). La pollution induit un effet j
négatif sur la diversité globale des populations de micro-organismes, et généra- |
ement un enrichissement en espèces résistantes. De nombreuses espèces culti- 0