Mesure des dépôts atmopshériques de mercure biodisponible. Evolutions temporelles de ces dépôts en zone polaire. Projet commencé en 2007– Durée du projet soutenu par LEFE (1 an) Christophe FERRARI, Professeur à l’Université Joseph Fourier, membre de l’Institut Universitaire de France. Liste des laboratoires impliqués Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE)-UMR 5183 Laboratoire Adaptation et Pathogénie des Microorganismes (LAPM)-UMR5163 Objectifs scientifiques du projet Le projet proposé concerne la mesure des dépôts de mercure bio-disponible sur les surfaces neigeuses polaires. Pour mener à bien cette étude, nous proposons la construction d’un biosenseur bactérien spécifique (bactéries génétiquement modifiées ) au mercure biodisponible sensible aux concentrations environnementales rencontrées. Un résultat marquant Pour évaluer la quantité de mercure qui peut potentiellement rentrer dans les plus bas maillons de la chaîne trophique arctique, les bactéries, nous avons développé un biosenseur. Puisque les concentrations de mercure sont généralement assez basses dans la neige, notre outil se devait d’être performant à des très faibles concentrations. Notre construction est une bactérie porteuse d’un plasmide modifié, le plasmide pSBLuc, qui possède les gènes codant la luciférase (luxC, luxD, luxA, luxB, et luxE) de la bactérie Xenorhabdus luminescens (ce qui la confère la capacité de produire la luminescence) et une partie de l’opéron mer, comprenant le gène merR, le gène merT et son promoteur Pt . Cette construction permet à la bactérie de détecter des variations de concentration en mercure biodisponible de son environnement et de les transformer en un signal détectable, ici la luminescence qui est mesuré à l’aide d’un luminomètre. Pour quantifier le mercure biodisponible, le biosenseur doît d’abord être calibré pour connaître le nombre de photons émis en fonction de la concentration de mercure biodisponible. La droite de calibration genérée montre l’existence d’une bonne corrélation entre les unités de luminescence relative (RLU) et les concentrations de Hg2+ utilisées (Figure 1). Cette linéarité est comprise entre 1 ng.L-1 et 15 ng.L-1, ce qui permet d’établir la limite de quantification, qui est de 1 ng.L-1. Ce biosenseur a été utilisé lors de la campagne de terrain réalisé au Spitzberg (Norvège) d’avril à juin 2007 et 2008 (Figure 2, résultats de la campagne 2008), chaque analyse a été effectué en triplicata avec des cultures indépendentes. Figure 1 : Exemple de courbe de calibration du biosenseur en réponse à différentes concentrations (ng/L) de Hg2+.Le biosenseur E. coli JM109::pNM2 est incubé avec différentes concentrations de Hg2+. Après 1,5 heures d’incubation à 37°C, la luminesc ence est mesurée en unité de luminescence relative (RLU). Figure 2 : Concentration des divers espèces de mercure (ng/L) dans la neige de surface au Spitzberg d’avril à juin, 2008. Le mercure biodisponible (en jaune) est mesuré grâce au biosenseur, le mercure total (en bleu) et le mercure dissous (en rouge) ont été mesuré à l’aide d’un tekran suite à l’oxydation au BrCl. Liste des articles à soumettre en 2009 : Dommergue A., Larose C., Marusczak N., Hennebelle R., Schneider D. , Ferrari C.P. Total and Bioavailable mercury behaviour in the surface snow in Ny-Alesund, Svalbard during springs 2007 and 2008. To be submitted to Environ. Sci. Technol. Larose C., Marusczak N., Ferrari C.P., Dommergue A., Schneider D. A biosensor for the determination of ultra trace levels of bioavailable mercury in polar snow. To be submitted to Anal.Chem. Des contacts sont en cours avec Floralis, Agence de Valorisation de l’UJF pour le dépôt d’un brevet pour ce biosenseur spécifique.