Direction des sciences du vivant

Bien que le sélénium soit un élément essentiel pour tous les organismes vivants, il peut être toxique à fortes concentrations. Les formes de sélénium les plus toxiques et les plus abondantes dans l'environnement sont les oxydes de sélénium (sélénite et séléniate). Les micro-organismes du sol contribuant au cycle naturel du sélénium peuvent réduire le sélénite et/ou le séléniate, formes solubles et bio-assimilables, en une forme insoluble peu toxique, le sélénium élémentaire, tout en entrainant la détoxication du milieu. Les protéines impliquées dans les mécanismes de transport et de réduction sont encore très mal connues. Afin de contribuer à l'amélioration des connaissances sur la réduction des oxydes de sélénium, nous avons choisi comme modèle biologique, une bactérie issue du sol résistante à de nombreux métaux lourds : Ralstonia metallidurans CH34. Nous avons déterminé que cette bactérie résiste aussi aux oxydes de sélénium, réduit le sélénite en sélénium élémentaire rouge et l'accumule dans le cytoplasme. Les analyses protéomiques ont révélé que des protéines impliquées dans le stress général et le stress oxydant étaient surexprimées en présence de sélénite, notamment une superoxyde dismutase à fer (Fe-SOD). Cette Fe-SOD a été purifiée et caractérisée. Elle serait la seule SOD active suexprimée chez Ralstonia metallidurans CH34. De plus, deux protéines périplasmiques pouvant être impliquées dans le transport ont été identifiées. Afin de poursuivre nos études et d'identifier d'autres protéines impliquées dans le transport ou la réduction du sélénite, nous développons une approche génétique, la mutagenèse aléatoire par transposition.

Although selenium is an essential element for all living organisms, it can be toxic at high concentration. The most toxic and abundant forms of selenium in the environment are the selenium oxides (selenite and selenate). Some soil micro-organisms, which contribute to the natural geochemical cycle of selenium, are able to reduce selenite and/or selenate to elemental selenium. Thus they transform a soluble and bio-available form to an insoluble and non-toxic form, which can result in detoxificqation of the soil. The proteins that may be involved in the mechanism of transport and reduction of selenite are unknown. To address these questions, we have chosen Ralstonia metallidurans CH34, a soil bacterium known to resist to many heavy metals, as a biological model. We have demonstrated that this bacterium is also resistant to selenium oxides. It is capable of reducing the selenite to red-elemental selenium which then accumulates in cytoplasm. A proteomic analysis revealed, that some proteins involved in the response to general stress and to oxidative stress are overexpressed in the presence of selenite. For instance, this is the case for an iron-containing superoxide dismutase (Fe-SOD), which has been purified and characterised. It seems to be the only active SOD expressed in Ralstonia metallidurans CH34. Moreover, two periplasmic proteins which could be involved in transport have been identified. We now aim to develop a genetic approach by random metagenesis by transposition in order to identify new genes that are involved in the resistance to selenite.