Bioremédiation de résidus médicamenteux aromatiques par les champignons
Rapport de stage de C. Friant (Master 1 - Université d'Angers)
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Comparaison de la croissance de levures et de champignons selon la source de carbone

bioremediation pollution polluant protein bioinformatics scedosporium dehoogii bacterial fungal fungi micropollutant pollutant degradation paracetamol hydroxybenzoate polycyclic aromatic hydrocarbon HAP master camille friant maxime pontie biochimej

Exemple ci-dessus : criblage de 11 levures et champignons d'après leur aptitude à utiliser le paracétamol et le 4-hydroxybenzoate comme sources de carbone (milieu de culture YNB). PBS0 : milieu de culture PBS seul; Glc : glucose; PCT : paracétamol; 4HBz : 4-hydroxybenzoate.

Souche Valeurs maximales de DO mesurées à t = 41 h
a b c d e f g
A. fumigatus 0,009 0,048 0,040 0,035 0,058 0,039 0,009
F. oxysporum 0,012 0,063 0,057 0,100 0,031 0,024 0,040
T. harzianum 0,006 0,077 0,059 0,043 0,035 0,033 0,031
M. circinelloïdes 0,009 0,050 0,050 0,043 0,057 0,052 0,051
S. dehoogii 0,016 0,093 0,069 0,092 0,077 0,048 0,080
C. guilliermondii 0,013 0,150 0,143 0,139 0,004 0,003 0,003
C. tenuis 0,010 0,083 0,069 0,081 <0,001 <0,001 <0,001
C. oleophila 0,010 0,066 0,089 0,103 0,006 0,005 0,002
Spa. passalidarum 0,013 0,145 0,130 0,094 0,010 0,014 0,005
Sc. stipitis 0,010 0,134 0,139 0,108 0,003 0,005 0,002
E. dermatitidis 0,010 0,043 0,043 0,042 0,016 0,016 0,010

a : Milieu PBS + glucose 0,1 g.L-1
b : Milieu YNB ("Yeast Nitrogen Base") + glucose 0,5 g.L-1; c : Milieu YNB + glucose 0,5 g.L-1 + paracétamol 0,5 g.L-1; d : Milieu YNB + glucose 0,5 g.L-1+ 4-hydroxybenzoate 0,5 g.L-1
e : Milieu SSIII + glucose 0,5 g.L-1; f : Milieu SSIII + glucose 0,5 g.L-1 + paracétamol 0,5 g.L-1; g : Milieu SSIII + glucose 0,5 g.L-1+ 4-hydroxybenzoate 0,5 g.L-1

Le milieu "Scedo Select III" (SSIII) est un milieu sélectif pour le genre Scedosporium qui contient des inhibiteurs fongiques et bactériens pour limiter la croissance des autres microorganismes. La seule source de carbone est 4-hydroxybenzoate (Pham et al., 2015).

Interprétation des résultats

  • Dans le milieu PBS + glucose 0,1 g.L-1 (colonne a), la DO maximale est quasiment la même toutes souches confondues (0,06 < DOmax < 0,016).
  • C. guilliermondii, Spa. passalidarum, Sc. stipitis et S. dehoogii sont les souches qui poussent le plus dans le milieu YNB + glucose 0,5 g.L-1 (colonne b).
  • La présence de paracétamol (colonne c vs. b et colonne f vs. e) n'augmente pas la croissance.
  • Dans le milieu SSIII, F. oxysporum et C. oleophila poussent davantage en présence de 4HBz (colonne d vs. b).
  • La croissance de C. guilliermondii, C. tenuis, C. oleophila, Spa. passalidarum, Sc. stipitis et E. dermatitidis est inhibée dans le milieu SSIII (colonnes e, f et g).

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Comparaison des cinétiques de dégradation du paracétamol et de l'hydroxybenzoate

En regard de la disparité des vitesses de croissances des souches, les valeurs de DO ont été normalisées entre 0 et 1 (valeurs relatives) pour chaque souche dans chaque milieu et pour chaque condition de source de carbone. Cette normalisation permet de comparer les courbes de croissance et de déterminer un paramètre t1/2 = temps nécessaire pour atteindre la moitié de la croissance maximale observée.

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Exemples de cinétiques : figure A = milieu YNB + glucose 0,5 g.L-1+ 4-hydroxybenzoate 0,5 g.L-1; figure B = milieu SSIII + glucose 0,5 g.L-1+ paracétamol 0,5 g.L-1; figure C = milieu SSIII + glucose 0,5 g.L-1+ 4-hydroxybenzoate 0,5 g.L-1

Souche Valeurs de t1/2 (h)
a b c d e f g
A. fumigatus 33 39 44 42 51 47 ND
F. oxysporum 14 34 35 28 32 ND ND
T. harzianum 32 34 34 51 31 35 39
M. circinelloïdes 10 13 13 12 15 14 15
S. dehoogii 29 37 36 51 37 ND 39
C. guilliermondii 25 26 26 32 ND 37 ND
C. tenuis 28 45 40 45 ND NA NA
C. oleophila 35 17 16 24 ND ND NA
Spa. passalidarum 22 24 16 25 26 28 41
Sc. stipitis 37 28 24 27 ND ND ND
E. dermatitidis ND 57 ND ND ND 50 ND

Interprétation des résultats

ND signifie que la croissance de la souche considérée est ralentie puisque, pour une durée donnée (41h), la culture est encore en phase exponentielle (t1/2 ne peut donc pas être déterminée) alors qu'elle a atteint le plateau dans les conditions pour lesquelles t1/2 est calculée. On peut supposer que les conditions de culture (en particulier la source de carbone) induisent un délai supplémentaire avant que la souche considérée ne pousse de manière optimale.

Conjuguée à un accroissement de la valeur maximale de DO, on peut alors émettre l'hypothèse que ce délai supplémentaire correspond au temps nécessaire à la mise en place des "conditions cellulaires" pour la remédiation de la source de carbone. En d'autres termes, qu'il correspond au temps nécessaire au champignon pour :

  • induire la transcription de gènes codant d'éventuelles enzymes de la remédiation (non nécessaires à la cellule quand elle pousse sur une source de carbone classique telle que le glucose).
  • activer les mécanismes de régulation de l'éventuelle voie métabolique correspondant à cette remédiation.

NA : non analysable car pas de croissance de la souche.

 

Liens Internet et références bibliographiques

Taxonomie de Scedosporium dehoogii

MycoBank

MycoCosm

"FungiDB: The Fungal and Oomycete Genomics Resource"

Uniprot

MycoBank

MycoCosm

FungiDB

Wang et al. (2015) "A functional 4-hydroxybenzoate degradation pathway in the phytopathogen Xanthomonas campestris is required for full pathogenicity" Sci. Rep. 5, 18456

Pham et al. (2015) "Scedo-Select III: a new semi-selective culture medium for detection of the Scedosporium apiospermum species complex" Med. Mycol. 53, 512 - 519

Article

Article

Blasi et al. (2016) "Pathogenic yet environmentally friendly ? Black fungal candidates for bioremediation of pollutants" Geomicrobiol. J. 33, 308 - 317

Mbokou et al. (2016a) "Electroanalytical performance of a carbon paste electrode modified by coffee Husks for the quantification of acetaminophen in quality control of commercialized pharmaceutical tablets" Int. J. Electrochem. 2016, Art. ID 1953278

Mbokou et al. (2016b) "Evaluation of the degradation of acetaminophen by the filamentous fungus Scedosporium dehoogii using carbon-based modified electrodes" Anal. Bioanal. Chem. 408, 5895 - 5903

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Article

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Blasi et al. (2017) "Genomic and transcriptomic analysis of the toluene degrading black yeast Cladophialophora immunda" Sci. Rep. 7, 11436

Mbokou et al. (2017) "Development of a novel hybrid biofuel cell type APAP/O2 based on a fungal bioanode with a Scedosporium dehoogii biofilm" J. Applied Electrochem. 47, 273 - 280

Article

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