Transfert aux micro-organismes
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d é lit
La réduction du séléniate est une propriété moins observée chez les bactéries
que celle du sélénite. Cette réduction, particulièrement étudiée au niveau de sédiments contaminés au sélénium, est un processus biologique qui suit le profil de
la réduction des nitrates et non celle des sulfates (Oremland et al., 1999), comme
l’avaient laissé envisager les propriétés chimiques très voisines du séléniate et du
sulfate. Plusieurs nitrate réductases sont capables de réduire le séléniate, notamment les enzymes périplasmiques et membranaires d’E. coli (Avazeri et al., 1997),
Paracoccus denitrificans, Paracoccus pantotrophus et R. metallidurans ainsi que
la nitrate réductase périplasmique de R. sphaeroides f. sp. denitrificans (Sabaty
et al., 2001). Certaines bactéries possèdent des séléniate réductases spécifiques,
distinctes des nitrate réductases, notamment celle d’E. cloacae SLDla-1, une
bactérie aéroanaérobie facultative (Watts et al., 2003), et les enzymes respiratoires de T. selenatis (Schrôder et al., 1997) et Sulfurospirillum barnesii (Stolz et
al., 1997), deux bactéries anaérobies.
À ce jour, une quinzaine d’espèces capables de coupler la réduction du séléniate
à la production d’énergie ont été répertoriées. Parmi celles-ci, trois ont été plus
particulièrement étudiées : T. selenatis (Macy et Lawson, 1993), S. barnesii fStolz
et al., 1997) et Bacillus arsenicoselenatis fSwitzer Blum et al., 1998/ Ces espèces
peuvent réduire simultanément le nitrate et le séléniate, ce qui les rend particulièrement intéressantes comme agents de biorémédiation dans des environnements sélénifères riches en nitrates (Oremland et al., 1999). Elles possèdent deux
enzymes distinctes : une nitrate réductase et une séléniate réductase. La séléniate
réductase de S. barnesii est une protéine insoluble, associée à la membrane avec
une large spécificité de substrats (Stolz et al., 1997). Chez T. selenatis, la réduction du séléniate met enjeu une protéine périplasmique, possédant un cofacteur à
molybdène (Schrôder et al., 1997).
Dans le cas de l’uranium, la forme soluble U(VI) est réduite en U(IV) qui peut
précipiter sous une forme minérale appelée l’uraninite. Cette réaction de réduction a pu, par exemple, être mesurée in situ après stimulation des populations
bactériennes indigènes de sédiments ou d’eaux pollués. Ainsi, l’injection d’acétate
dans des galeries sur le site d’Old Rifle (Co, Etats-Unis), contaminé à l’uranium, a
stimulé la diminution d’uranium U(VI) soluble dans l’eau de la nappe phréatique
(Anderson et al., 2003). Une diminution de 70 % de l’U(VI) en 50 jours a pu être
corrélée avec la production de Fe(II) et l’enrichissement des communautés microbiennes en Geobacteraceae, qui représentaient jusqu’à 89 % des bactéries. Ces
bactéries ferri-réductrices seraient à l’origine de la réduction de l’U(VI) en U(IV).
Dans une autre étude, l’analyse microbiologique et physico-chimique de sédiments immergés d’un étang correspondant à une ancienne mine d’uranium a
montré la présence d’une couche enrichie à ~ 70 % en U(IV). Des observations
en microscopie électronique à transmission (MET) et microscopie électronique à
balayage (MEB), couplées à une analyse dispersive en énergie (EDX) ont révélé
que l’uranium est concentré dans des spots enrichis en fer et en soufre, et que
certaines bactéries présentes dans ces sédiments accumulent l’uranium (Suzuki
et al., 2005). Ces résultats supportent un modèle de réduction microbiologique de
l’uranium en anaérobiose, qui pourrait impliquer des bactéries ferri-réductrices de
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La réduction du séléniate est une propriété moins observée chez les bactéries
que celle du sélénite. Cette réduction, particulièrement étudiée au niveau de sédiments contaminés au sélénium, est un processus biologique qui suit le profil de
la réduction des nitrates et non celle des sulfates (Oremland et al., 1999), comme
l’avaient laissé envisager les propriétés chimiques très voisines du séléniate et du
sulfate. Plusieurs nitrate réductases sont capables de réduire le séléniate, notamment les enzymes périplasmiques et membranaires d’E. coli (Avazeri et al., 1997),
Paracoccus denitrificans, Paracoccus pantotrophus et R. metallidurans ainsi que
la nitrate réductase périplasmique de R. sphaeroides f. sp. denitrificans (Sabaty
et al., 2001). Certaines bactéries possèdent des séléniate réductases spécifiques,
distinctes des nitrate réductases, notamment celle d’E. cloacae SLDla-1, une
bactérie aéroanaérobie facultative (Watts et al., 2003), et les enzymes respiratoires de T. selenatis (Schrôder et al., 1997) et Sulfurospirillum barnesii (Stolz et
al., 1997), deux bactéries anaérobies.
À ce jour, une quinzaine d’espèces capables de coupler la réduction du séléniate
à la production d’énergie ont été répertoriées. Parmi celles-ci, trois ont été plus
particulièrement étudiées : T. selenatis (Macy et Lawson, 1993), S. barnesii fStolz
et al., 1997) et Bacillus arsenicoselenatis fSwitzer Blum et al., 1998/ Ces espèces
peuvent réduire simultanément le nitrate et le séléniate, ce qui les rend particulièrement intéressantes comme agents de biorémédiation dans des environnements sélénifères riches en nitrates (Oremland et al., 1999). Elles possèdent deux
enzymes distinctes : une nitrate réductase et une séléniate réductase. La séléniate
réductase de S. barnesii est une protéine insoluble, associée à la membrane avec
une large spécificité de substrats (Stolz et al., 1997). Chez T. selenatis, la réduction du séléniate met enjeu une protéine périplasmique, possédant un cofacteur à
molybdène (Schrôder et al., 1997).
Dans le cas de l’uranium, la forme soluble U(VI) est réduite en U(IV) qui peut
précipiter sous une forme minérale appelée l’uraninite. Cette réaction de réduction a pu, par exemple, être mesurée in situ après stimulation des populations
bactériennes indigènes de sédiments ou d’eaux pollués. Ainsi, l’injection d’acétate
dans des galeries sur le site d’Old Rifle (Co, Etats-Unis), contaminé à l’uranium, a
stimulé la diminution d’uranium U(VI) soluble dans l’eau de la nappe phréatique
(Anderson et al., 2003). Une diminution de 70 % de l’U(VI) en 50 jours a pu être
corrélée avec la production de Fe(II) et l’enrichissement des communautés microbiennes en Geobacteraceae, qui représentaient jusqu’à 89 % des bactéries. Ces
bactéries ferri-réductrices seraient à l’origine de la réduction de l’U(VI) en U(IV).
Dans une autre étude, l’analyse microbiologique et physico-chimique de sédiments immergés d’un étang correspondant à une ancienne mine d’uranium a
montré la présence d’une couche enrichie à ~ 70 % en U(IV). Des observations
en microscopie électronique à transmission (MET) et microscopie électronique à
balayage (MEB), couplées à une analyse dispersive en énergie (EDX) ont révélé
que l’uranium est concentré dans des spots enrichis en fer et en soufre, et que
certaines bactéries présentes dans ces sédiments accumulent l’uranium (Suzuki
et al., 2005). Ces résultats supportent un modèle de réduction microbiologique de
l’uranium en anaérobiose, qui pourrait impliquer des bactéries ferri-réductrices de