Un champignon qui mange la pollution
Publié par Michel le 16/10/2009 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © P. Sila
Après quelques décennies d'agriculture intensive, les recherches pour purger nos sols des nombreuses substances d'origine industrielle vont bon train. Une solution prometteuse nous vient aujourd'hui... d'un banal champignon filamenteux, Podospora anserina. Fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par...) d'une collaboration entre trois laboratoires (1) associés au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), une étude publiée en mai (2) prouve que Podospora anserina est en effet capable de "digérer" des molécules polluantes en les modifiant chimiquement grâce à une de ses enzymes. Résultat: là où une autre espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de...) vivante aurait succombé, le champignon assimile le polluant (Le polluant a pour définition la plus souvent retenue : un altéragène biologique, physique ou chimique, qui audelà d'un certain seuil, et...) et le transforme en un autre composé non nocif. Et le milieu s'en trouve assaini.


Podospora anserina se développe essentiellement par reproduction sexuée
grâce à ses fructifications: ces excroissances en formes de poires poilues
mesurent quelque 0,75 mm.

L'idée a germé lors de la rencontre de deux chercheurs. Philippe Silar (3) explique à son confrère Jean-Marie Dupret (4) à quel point (Graphie) les champignons représentent un incroyable réservoir d'enzymes aux propriétés étonnantes. Les scientifiques décident alors de tester la résistance de plusieurs espèces de moisissures à une classe majeure de polluants, les amines aromatiques. Deux d'entre elles survivent, ce qui signifie que ces champignons possèdent les enzymes leur permettant de mettre hors d'état de nuire ces composés aromatiques. Entre les deux rescapées, les scientifiques choisissent de concentrer leurs efforts sur Podospora anserina, déjà bien connue des laboratoires. À partir de ce champignon, les biochimistes identifient, clonent et purifient une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des...) impliquée dans ces mécanismes de résistance, qu'ils nomment PaNAT2. Reste à définir précisément son rôle. Pour cela, et grâce à la parfaite connaissance du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules...) de ce champignon, l'équipe de Philippe Silar fabrique des souches mutées pour lesquelles le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir un...) de l'enzyme PaNAT2 est inactivé. Et les mettent à l'épreuve d'un dérivé de pesticide (Un produit phytosanitaire est une substance émise dans une culture pour lutter contre des organismes nuisibles. C'est un terme générique qui rassemble les insecticides, les fongicides, les herbicides,...) trouvé dans certaines terres agricoles, la 3,4-dichloroaniline (3,4-DCA). Lors de ces tests réalisés en milieu liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), environ 45 % du polluant est dégradée par la souche normale de Podospora anserina au bout de trois jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...), contre seulement 5 % par la souche mutée du champignon ! "Ces résultats sans ambigüité prouvent que la voie enzymatique de PaNAT2 est bien impliquée dans la capacité de ce champignon à se nourrir de certaines molécules aromatiques" assure Jean-Marie Dupret.

L'étape suivante va s'avérer tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) aussi concluante. Afin de simuler une expérience de remédiation, autrement dit de décontamination du sol, les chercheurs ajoutent 0,5 g de champignon toutes les 24 h à un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et de 3,4-DCA. Au bout de trois jours, ils y plantent des graines de laitue (Les laitues (genre Lactuca) sont des plantes annuelles de la famille des Astéracées (Composées) dont certaines espèces sont...), une plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont, avec les autres...) choisie pour sa sensibilité connue au 3,4 DCA. Mais même avec une concentration extrême de polluant, la salade germe (En botanique, un germe est un embryon de plante contenu dans une graine. Le terme désigne également une excroissance qui se développe depuis un tubercule. Germe est...) sans problème. Une preuve irréfutable de l'action assainissante de Podospora anserina. Qui dispose d'un autre atout non négligeable en tant que candidat à la restauration de l'équilibre des sols: son mode de multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .). En effet, il se développe essentiellement par reproduction sexuée. Pour éviter une prolifération incontrôlable, il suffit d'inoculer des souches non compatibles sexuellement dans le milieu et le champignon disparaît au bout de quelque temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Mais avant d'imaginer des tests sur un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) entier, l'équipe de chercheurs doit encore éclaircir quelques points: comment produire ce champignon en grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) ? Est-il préférable de l'enfouir ou suffit-il de le déposer à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) de la terre ? Etc. Après ces études préliminaires, les scientifiques envisageront un partenariat pour tester la méthode en grandeur nature.


Notes:

(1) Unité de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été...) et adaptative (Université Paris-VII), Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) et microbiologie (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).) (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis,...) Paris-XI), "Interfaces, traitements, organisation (Une organisation est) et dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des systèmes" (CNRS / Université Paris-VII).
(2) Édition en ligne de la revue Journal of Biological Chemistry.
(3) Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) à l'Institut de génétique et microbiologie, professeur de l'université Paris-VII.
(4) Directeur de l'unité de biologie fonctionnelle et adaptative de l'université Paris-VII.
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