Les microalgues éliminent les métaux lourds : voici comment ????

Une collaboration franco-argentine a élucidé le mécanisme par lequel une microalgue peut éliminer le zinc d’une rivière polluée.

À l’aide d’un microscope à force atomique, les chercheurs ont montré l’influence de la Source d’azote présente dans l’eau sur le processus moléculaire d’élimination du zinc. Ces résultats, qui ouvrent des perspectives prometteuses pour des applications en bioremédiation, sont publiés dans Pollution de l’environnement.

Les microalgues ont montré leur capacité à assainir l’environnement, notamment à éliminer les métaux lourds présents dans les eaux polluées. Mais jusqu’à présent, le mécanisme moléculaire de cette élimination restait mal compris. Afin de favoriser le développement de techniques de dépollution par microalgues, une équipe de l’Institut de Biotechnologie de Toulouse (TBI, CNRS/INRAE/INSA Toulouse) a étudié comment une microalgue, Parachlorella kesslerirecueillis dans un rivière l’Argentine polluée, parvient à éliminer le zinc.

Cette étude a été réalisée le Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS-CNRS), le Laboratoire Génie des Procédés – Environnement – ​​Agroalimentaire (GEPEA, CNRS/Université de Nantes/Oniris Nantes), et des chercheurs argentins deUniversité Général de Saint-Martin.

Dans les eaux fluviales polluées par des effluents industriels ou agricoles, l’azote peut être présent sous forme de nitrate ou d’ammonium. Les chercheurs se sont intéressés aux variations du comportement de ces microalgues en fonction de la Source d’azote présente dans l’eau. Le principal instrument utilisé pour cette étude est le microscope à force atomique (AFM), qui permet de mesurer la rugosité et les propriétés nanomécaniques au niveau du sol. surface de la cellule, mais aussi la force des interactions entre la surface cellulaire et les espèces chimiques environnantes.

L’étude a d’abord montré que seules les cellules cultivées avec du nitrate produisaient des substances polymères extracellulaires (EPS), des macromolécules sécrétées par les microalgues dans certaines conditions de culture. Les microalgues cultivées avec de l’ammonium ne produisent pas de PSE. Les expériences de spectroscopie de force AFM ont ensuite confirmé la forte liaison du zinc à l’EPS dans les cellules cultivées avec du nitrate, alors que les interactions étaient plus faibles, voire absentes, dans les cellules cultivées avec de l’ammonium.

L’exposition au zinc modifie également la rugosité et les propriétés nanomécaniques de la surface cellulaire. De plus, la spectroscopie Raman a révélé que les microalgues avaient des réponses métaboliques différentes (production de chlorophylle, de caroténoïdes et de lipides) selon la Source d’azote, les cellules cultivées en nitrate présentant des profils modifiés après exposition au zinc.

Ces résultats mettent en évidence le rôle clé de l’adsorption des métaux par l’EPS dans l’élimination du zinc par les cellules de P. kessleri. Le règlement les sources d’azote devraient donc permettre de stimuler la production d’EPS, ouvrant ainsi des perspectives prometteuses pour des applications en bioremédiation. Les partenaires de ce recherche continuerexploration du potentiel des microalgues, et les études se tournent vers d’autres polluants émergents : les antibiotiques issus de l’élevage animal, difficiles à éliminer dans les stations d’épuration, et les microplastiques.

Références :
Étude du rôle des substances polymères extracellulaires produites par Parachlorella kessleri dans la biorestauration du Zn(II) par microscopie à force atomique.
Victoria Passucci, Ophélie Thomas-Chemin, Omar Dib, Antony Ali Assaf, Marie-José Durand, Etienne Dague, Maria Mar Areco, and Cécile Formosa-Dague.
Pollution de l’environnementDécembre 2024.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125082
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