Analyse de la biodiversité bactérienne d’un sol contaminé de la zone d’exclusion de Tchernobyl et caractérisation de l’interaction engagée par une souche de Microbacterium avec l’uranium

Nicolas Théodorakopoulos a soutenu sa thèse le 20 décembre 2013 à Cadarache.

Les accidents nucléaires des centrales de Tchernobyl et de Fukushima rendent primordial la compréhension des transferts de la contamination radioactive dans l'environnement et de ses conséquences écologiques. Bien que certaines études aient été réalisées sur les organismes supérieurs, trop peu ont étudié les communautés bactériennes telluriques, qui jouent pourtant un rôle essentiel dans la mobilité des contaminants dans les sols en diminuant ou en améliorant leur transfert vers d'autres compartiments (eau, végétaux, animaux). Cependant, les radionucléides (RNs) peuvent avoir des effets toxiques sur les bactéries, entrainant une inhibition de leur rôle dans ce transfert. Les objectifs de cette étude étaient (1) d'évaluer l'impact d’une contamination radioactive sur les communautés bactériennes d’un sol de la zone d’exclusion de Tchernobyl (sol de la tranchée T22) et (2) d’étudier les interactions bactérie-uranium pour une souche résistante, isolée à partir de ce sol. Les différentes techniques utilisées pour caractériser la diversité bactérienne (culture de bactéries, DGGE, pyroséquençage) ont toutes témoigné de la richesse et de l’abondance des communautés bactériennes malgré la contamination. Un impact sur la structure des communautés, difficilement visualisable avec la DGGE et l’approche culturale, a néanmoins été mis en évidence par l’utilisation du pyroséquençage, suggérant la présence d’espèces plus adaptées aux conditions du sol contaminé. Cet environnement particulièrement irradiant pouvant constituer un habitat de choix pour les bactéries radiorésistantes, un outil moléculaire spécifique à la recherche de bactéries affiliées au phylum des Deinococcus-Thermus (ex : l’espèce Deinococcus radiodurans survit après une irradiation de plusieurs kGy) a été mis au point. Il n’a pas permis de révéler la présence de bactéries affiliées à ce phylum dans le sol contaminé. Parallèlement à l’étude de la diversité bactérienne, une cinquantaine de souches de bactéries cultivables a été isolée à partir de ce site et a servi de support à la sélection d’une souche capable de survivre à de fortes concentrations d’U(VI) (Microbacterium). La caractérisation des interactions entre cet isolat bactérien et l’U(VI) a mis en évidence un mécanisme de détoxication actif qui met en jeu un efflux de l’U(VI) entré dans la cellule et une précipitation intracellulaire d’U(VI) sous la forme d’autunite.