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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
Cette thématique suscite nombre de recherches (Gillow et cil., 2000) d autant
que les sites contaminés par les radionucléides (Tchernobyl, site de Severnyi en
Sibérie, site d’Hanford aux Éyays-Unis...) ou les sites envisagés pour le stockage
des déchets nucléaires ne sont pas dépourvus de toute vie microbienne (Pedersen,
2002 ; Poulain et al., 2008).
2.1. Réduction
Pour une grande majorité de métaux, la forme réduite est beaucoup moins
soluble que la forme oxydée. C’est le cas en particulier pour le sélénium, l’uranium, le technétium, le plutonium, et le chrome. Ainsi les réactions de réduction
des oxydes métalliques sont très étudiées pour envisager de maîtriser la dispersion
des métaux toxiques dans l’environnement et dans certains cas, les mécanismes
moléculaires impliqués sont connus. Pour certaines espèces bactériennes, la
réduction du métal peut être couplée à la production d’énergie (réduction dissimilatrice). Pour d’autres, cette réduction constitue un simple mécanisme de défense
et de détoxication leur permettant de survivre dans un environnement contaminé.
Dans le cas des oxyanions du sélénium, séléniate et sélénite, la réduction
conduit à la formation de sélénium élémentaire et de séléniure ultérieurement
incorporé dans des composés séléniés organiques. Selon les espèces, l’accumulation de sélénium élémentaire peut se produire à l’extérieur des cellules, dans le
périplasme ou dans le cytoplasme.
De très nombreuses espèces bactériennes réduisent le sélénite en sélénium
élémentaire et sont capables de résister à de fortes concentrations. Ces mécanismes sont étudiés en particulier chez les entérobactéries Escherichia coli (Kessi
et Hanselmann, 2004) et Enterobacter cloacae (Dungan et Frankenberger, 1998),
les bactéries du sol Ralstonia metallidurans (Roux et al., 2001), Thauera selenatis (DeMoll-Decker et Macy, 1993) et Bacillus subtilis (Garbisu et al., 1995),
la bactérie de l’eau Stenotrophomonas maltophilia (Dungan et al., 2003) ou les
bactéries pourpres photosynthétiques telles que Rhodobacter sphaeroides (Pierru
et al., 2006). A ce jour, quatre enzymes ont révélé une activité sélénite réductase
dont deux sulfite réductases purifiées (Harrison et al., 1984; Kemp et al., 1963).
Pour la majorité des bactéries, la réduction du sélénite est indépendante du méta- „
bolisme soufré (Dungan et Frankenberger, 1998; Garbisu et al., 1995) alors que, ?
pour certains organismes, la réduction du sélénite semble intimement liée à la t
dénitrification. Par exemple, chez T. selenatis (DeMoll-Decker et Macy, 1993), et |
E. cloacae (Dungan et Frankenberger, 1998), la réduction du sélénite en sélénium j
élémentaire ne se produit qu’en présence de nitrates, inducteurs de la synthèse ç
de nitrite réductase, vraisemblablement responsable de la réduction du sélénite. ;
L hydrogénase I de Clostridium pasteurianum, bactérie anaérobie stricte, présente |
également une activité sélénite réductase. Cette enzyme cytoplasmique est multi- *
fonctionnelle et couple l’oxydation de l’hydrogène avec la réduction du sélénite ou £
du tellurite (Yanke et al., 1995). Bacillus selenitireducens, isolée à partir d’un lac ;
contaminé par de l’arsenic, est la seule bactérie, connue à ce jour, capable d’uti- s
liser le sélénite comme accepteur d’électrons (Switzer Blum et al., 1998).
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
Cette thématique suscite nombre de recherches (Gillow et cil., 2000) d autant
que les sites contaminés par les radionucléides (Tchernobyl, site de Severnyi en
Sibérie, site d’Hanford aux Éyays-Unis...) ou les sites envisagés pour le stockage
des déchets nucléaires ne sont pas dépourvus de toute vie microbienne (Pedersen,
2002 ; Poulain et al., 2008).
2.1. Réduction
Pour une grande majorité de métaux, la forme réduite est beaucoup moins
soluble que la forme oxydée. C’est le cas en particulier pour le sélénium, l’uranium, le technétium, le plutonium, et le chrome. Ainsi les réactions de réduction
des oxydes métalliques sont très étudiées pour envisager de maîtriser la dispersion
des métaux toxiques dans l’environnement et dans certains cas, les mécanismes
moléculaires impliqués sont connus. Pour certaines espèces bactériennes, la
réduction du métal peut être couplée à la production d’énergie (réduction dissimilatrice). Pour d’autres, cette réduction constitue un simple mécanisme de défense
et de détoxication leur permettant de survivre dans un environnement contaminé.
Dans le cas des oxyanions du sélénium, séléniate et sélénite, la réduction
conduit à la formation de sélénium élémentaire et de séléniure ultérieurement
incorporé dans des composés séléniés organiques. Selon les espèces, l’accumulation de sélénium élémentaire peut se produire à l’extérieur des cellules, dans le
périplasme ou dans le cytoplasme.
De très nombreuses espèces bactériennes réduisent le sélénite en sélénium
élémentaire et sont capables de résister à de fortes concentrations. Ces mécanismes sont étudiés en particulier chez les entérobactéries Escherichia coli (Kessi
et Hanselmann, 2004) et Enterobacter cloacae (Dungan et Frankenberger, 1998),
les bactéries du sol Ralstonia metallidurans (Roux et al., 2001), Thauera selenatis (DeMoll-Decker et Macy, 1993) et Bacillus subtilis (Garbisu et al., 1995),
la bactérie de l’eau Stenotrophomonas maltophilia (Dungan et al., 2003) ou les
bactéries pourpres photosynthétiques telles que Rhodobacter sphaeroides (Pierru
et al., 2006). A ce jour, quatre enzymes ont révélé une activité sélénite réductase
dont deux sulfite réductases purifiées (Harrison et al., 1984; Kemp et al., 1963).
Pour la majorité des bactéries, la réduction du sélénite est indépendante du méta- „
bolisme soufré (Dungan et Frankenberger, 1998; Garbisu et al., 1995) alors que, ?
pour certains organismes, la réduction du sélénite semble intimement liée à la t
dénitrification. Par exemple, chez T. selenatis (DeMoll-Decker et Macy, 1993), et |
E. cloacae (Dungan et Frankenberger, 1998), la réduction du sélénite en sélénium j
élémentaire ne se produit qu’en présence de nitrates, inducteurs de la synthèse ç
de nitrite réductase, vraisemblablement responsable de la réduction du sélénite. ;
L hydrogénase I de Clostridium pasteurianum, bactérie anaérobie stricte, présente |
également une activité sélénite réductase. Cette enzyme cytoplasmique est multi- *
fonctionnelle et couple l’oxydation de l’hydrogène avec la réduction du sélénite ou £
du tellurite (Yanke et al., 1995). Bacillus selenitireducens, isolée à partir d’un lac ;
contaminé par de l’arsenic, est la seule bactérie, connue à ce jour, capable d’uti- s
liser le sélénite comme accepteur d’électrons (Switzer Blum et al., 1998).