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Accueil > Projets et valorisation > Valorisation de la biodiversité des champignons supérieurs > Projet NATURATECH

Projet NATURATECH

Transformation de composés polluants par un mélange microbien incluant au moins un basidiomycète de la pourriture blanche et au moins une bactérie et/ou levure

NATURATECH

Description

Les laccases, oxydases bleues à cuivre, constituent un système enzymatique principalement fongique très polymorphe : différentes isoformes de laccases peuvent en effet être produites selon les conditions environnementales et les espèces fongiques considérées (Baldrian, 2005, Farnet et al., 2000, 2004, Palmieri et al. 2000). Le cas des forêts méditerranéennes est un exemple d’écosystèmes pouvant être considérés comme une source de diversité des laccases fongiques grâce à la diversité microbienne qu’ils concentrent. Ces écosystèmes forestier sont principalement composées d’espèces schlérophylles comme le chêne vert Quercus ilex L. étant données les conditions climatiques caractérisées par une forte sécheresse en été. Ainsi des quantités particulièrement importantes de phénols sont retrouvées dans les litières de ces forêts (Racon et al., 1988). Dans ces conditions drastiques, certaines espèces microbiennes-principalement les champignons de la pourriture blanches- sont capables de transformer les phénols, molécules récalcitrantes, via les phénoloxydases comme les laccases. Par exemple, Marasmius quercophilus est un basidiomycète de la pourriture blanche qui colonise abondamment ces litières lorsque les conditions deviennent favorables (automne, printemps). Ces basidiomycètes jouent un rôle essentiel dans les litières forestières qu’ils colonisent puisqu’ils peuvent dégrader la lignine, la cellulose et les hémicelluloses présentes chez les végétaux contribuant ainsi aux cycles de la matière.
Les laccases ont été très utilisées dans des procédés biotechnologiques pour les réactions d’oxydation qu’elles catalysent et leur faible spécificité de substrats. De nombreux travaux se sont focalisés sur des contaminants organiques aromatiques (Bezalel et al., 1996, Potin et al., 2004, Zhang et al., 2008) comme les pesticides (chlorophénols) ou les HAPs (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques). Parmi les polluants chimiques atmosphériques majeurs, les HAPs sont des composés largement disséminés dans l’environnement (Blanchard et al., 2007, Asia et al., 2008) et présentant une grande toxicité pour les organismes vivants (Andreoni & Gianfreda 2007). Ces molécules contaminent les sols et sédiments via les précipitations atmosphériques (Mille et al., 2007). Par ailleurs, les composés solubles biologiquement actifs (comme les alkyls phénols présentant des effets oestrogéniques) retrouvés dans les effluents domestiques ou d’origine industrielle constituent des polluants organiques émergents. L’ensemble de ces contaminants organiques sont répertoriés comme polluants à supprimer dans les effluents d’ici 2021 suivant la Directive Cadre Eau. Ce sont principalement les dérivés benzéniques, les HAPs, les métaux (Cd, Ni, Hg, Pb…), les pesticides (atrazine, lindane…), certains solvants organiques (dichlorométhane, chloroforme…) et d’autres composés comme les alkyls phénols, les chloroalcanes et les phtalates.

Ce projet s’attachera à définir comment l’association de différents champignons producteurs de laccases et d’une souche de bactérie ou de levure permet d’optimiser les rendements de transformation de la matière organique et de composés polluants aromatiques tels les composés à effet oestrogénique. Ce travail se base sur les hypothèses suivantes : i) la présence de microorganismes induit chez le champignon la production de laccases comme réponse oxydative face à des antagonistes potentiels, ii) les activités enzymatiques de bactéries ou de levures contribuent à la transformation de la matière organique de l’effluent et éventuellement complètent la transformation des composés polluants oxydés par la laccase. Ainsi l’association de diverses souches fongiques et bactériennes en fermenteur concourrait à la transformation d’un éventail de polluants via l’arsenal enzymatique produit et les inductions enzymatiques découlant des interactions microbiennes.

Formation

Master Professionnel (Université Aix Marseille, Master Sciences de l’Environnement, parcours VABB)

F. Peter-Valence, 2009-10, Oxydation de composés organiques polluants par un mélange de microorganismes, Master Sciences de l’Environnement Terrestres, Parcours VaBB, Aix Marseille III. Projet confidentiel en collaboration avec la Société Naturatech. Encadrement A.M. FARNET DA SILVA et E. FERRE
A.C. Chèvremont, 2007-08, Transformation de composés aromatiques polluants par des laccases d’un basidiomycète de la pourriture blanche, Master Sciences de l’Environnement Terrestres, Parcours VaBB, Aix Marseille III. En collaboration avec la Société Naturatech. Encadrement A.M. FARNET DA SILVA et E. FERRE

Valorisation

BREVETS

LAPADATESCU, C., BARBE, E. , PETER-VALENCE, F., FERRE, E., FARNET, A.M , Procédé de traitement de composés aromatiques polluants, 2011, Institut National de Protection Industrielle.

ARTICLES DANS DES REVUES INTERNATIONALES

FARNET A.M.*, GIL G., RUAUDEL F., CHEVREMONT A.C. , FERRE E. 2009, Polycyclic aromatic hydrocarbon transformation with laccases of a white-rot fungus isolated from a Mediterranean schlerophyllous litter. Geoderma, 149 : 247-271.

FARNET, A.M.*, CHEVREMONT, A.C., GIL, G., GASTALDI, S, FERRE, E., 2011, Alkylphenol oxidation with a laccase from a white-rot fungus : Effects of culture induction and of ABTS used as a mediator , Chemosphere, 82, 284-289