Développement d'un biocapteur bactérien pour la détection de métaux lourds

par Karl Bernhard Riether

Thèse de doctorat en Biologie, biotechnologie environnementale

Sous la direction de Michael Scott DuBow.

Soutenue en 2001

à Metz .


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  • Titre traduit

    Development of a bacterial biosensor for the detection of heavy metals


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  • Résumé

    A l'issue du criblage d'une banque de fusions transcriptionelles avec le gène lacZ d'Escherichia coli, un gène dont l'expression est induite par la présence de mercure a été isolé. Ce gène, nommé zntA, code pour une ATPbase de type P, qui transporte de métaux lourds (cadmium, plomb zinc) vers l'extérieur de la cellule, et constitue donc un système de résistance vis à vis de ces composés. Nous avons pu observer que l'expression de la fusion zntA::lacZ est induite en présence de composés inorganiques de cadmium, de mercure, de plomb et de zinc, et que cette réponse est dose-dépendante. Afin de créer une souche rapporteur luminescente, le promoteur de zntA a été amplifié par PCR et cloné dans le plasmide pUCD615, en amont des gènes rapporteurs luxCDABE de Vibrio fischeri. Le plasmide résultant, pZNT::lux, confère la production de lumière à différentes souches d'E. Coli, lorsque les cellules sont exposées aux métaux lourds. A l'aide de la souche rapporteur obtenue, nous avons développé un procédé de mesure luminométrique permettant la détection de métaux lourds. Les conditions de mesure ont été optimisées en modifications de paramètres tels que le milieu de culture, la phase de culture bactérienne, la densité cellulaire et le pH afin d'obtenir un protocole de mesure rapide et sensible. Le bioessai permet la détection de cadmium, de mercure, de plomb et de zinc à partir de concentrations respectives de 0,01 µM, 0,1µM, et 0,3 µM. L'intérêt principal de l'approche est qu'elle permet d'évaluer la fraction biodisponible de métaux lourds, même dans des matrices complexes tels que des sols contaminés et leurs lixiviats. Malgré le fait que de nombreux facteurs environnementaux peuvent influencer la réponse luminescente et qu'il est difficile de distinguer les proportions relatives de différents inducteurs dans un mélange, cette technique analytique peut constituer un outil précieux pour une mesure semi-quantitative de la présence de métaux lourds dans des échantillons naturels

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.128-141

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