Caractérisation de biofilms sur différents substrats en plastique

Le projet en quelques mots :

De nos jours, la pollution plastique est une problématique mondiale ayant des répercussions graves sur les écosystèmes terrestres et aquatiques. Le but de ce projet est de comprendre les interactions entre le plastique et les microorganismes dans le Lac Léman. La plateforme LExplore offre une opportunité unique de pouvoir étudier ce processus en milieu naturel.

Une fois qu’une surface est immergée dans l’eau, elle est rapidement colonisée par des microorganismes eucaryote et procaryote (bactéries, microalgues, champignons…). Ces derniers secrètent une matrice adhésive et protectrice composée de substances polymériques extracellulaires (EPS). Les EPS sont caractéristiques à la formation des Biofilms, cette matrice permet la fixation des microorganismes aux surfaces et facilitent la croissance bactérienne grâce aux polymères qui la composent (polysaccharides, protéines, lipides, d’ADN…). Les communautés microbienne composant le biofilm peuvent variées en fonction du type de substrat et des facteurs environnementaux, dans le but de valider cette hypothèse, nous avons décidé de tester deux types de plastiques et de réaliser l’expérience sur minimum 1 an.

Les emballages sont la principale source de pollution plastique dans l’environnement, c’est pour cela que nous avons choisi de travailler avec le polyéthylène à basse densité (LDPE) et le polyéthylène téréphtalates (PET). L’un est un polymère d’éthylène (LDPE) et l’autre un polymère d’ester (PET) comprenant un composé aromatique. Ces deux plastiques possèdent des propriétés chimiques singulières, il est donc probable que leurs interactions avec la microbiome du Lac soient différentes. Afin de pouvoir comparer les résultats, des échantillons en verre sont utilisés comme contrôle.

Ces échantillons seront introduits dans le Lac dans le cadre d’un projet scientifique grâce à la plateforme scientifique Lexplore. L’installation sera composée de deux cages en acier inoxydable contenant les échantillons de plastiques (LDPE, PET) et de verre. L’une sera placée dans la zone photique de l’épilimnion (entre la surface et – 5 mètres) et l’autre dans la zone non-photique de l’hypolimnion (profondeur > 40 mètres). Cette configuration est créée afin d’étudier l’effet de la photo-oxydation sur plastique. La photo-oxydation est un processus pertinent car il décompose les plastiques en plus petits morceaux (micro et nano plastiques), ce qui les rend plus disponibles pour la biodégradation microbienne. Une fois émergés dans l’eau du Lac, les échantillons seront récoltés tous les trois mois pendant une durée indéterminée afin de comparer la variabilité en fonction du temps.

En laboratoire, la caractérisation du biofilm se réalise grâce à des techniques de coloration (exemple DAPI) et d’observation au microscope à balayage (SEM). L’identification des microorganismes est possible grâce à des approches de biologie moléculaire (Extraction ADN, PCR et Next Generation Sequencing). Leur potentiel de biodégradation sera testé dans un second temps en étudiants l’activité enzymatique du Biofilm.

Membres de l’équipe :

 

 

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