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FP7

PROACTIVE — Résultat en bref

Project ID: 253825
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Espagne

Stimuler l'évolution du mécanisme de biodégradation

Pour faire face à la persistance d'un important groupe de polluants organiques, une étude financée par l'UE a décidé de modifier les enzymes responsables de leur dégradation. Les chercheurs ont identifié les mécanismes potentiels responsables de l'évolution de ces enzymes et ont proposé des moyens de les appliquer pour traiter les sols ou les eaux contaminés.
Stimuler l'évolution du mécanisme de biodégradation
Les microorganismes jouent un rôle essentiel dans le cycle biochimique de nombreux composés naturels et synthétiques; le processus relatif à leur décomposition s'appelle biodégradation. Habituellement, les substances qui se décomposent sont utilisées comme sources d'énergie, le carbone et l'azote ou d'autres nutriments.

Cependant, les xénobiotiques (des composés étrangers à la biosphère) peuvent résister à toute biodégradation ou transformation, s'accumuler dans l'environnement et s'avérer néfastes. Le projet PROACTIVE («Programmed acceleration of evolution of the biodegradative gene inventory»), financé par l'UE, s'est proposé de s'attaquer à la persistance des xénobiotiques en mettant à profit le mécanisme naturel de la génération de la diversité et de la sélection. L'objectif était d'accélérer l'évolution des voies de biodégradation pour ces composés.

Dans un premier temps, les chercheurs ont effectué une analyse bioinformatique afin d'identifier et de recréer plylogénétiquement les familles d'enzymes impliquées dans la biodégradation. Ils se sont intéressés en particulier aux oxygénases aromatiques susceptibles d'être utilisées pour la biodégradation des xénobiotiques aromatiques. Ces séquences prédites ont représenté pour la première fois l'application de la recréation ancestrale aux enzymes de biodégradation et ont ensuite été intégrées par mutagenèse dans diverses voies cataboliques (voie du toluène, voie du 2,4-dichlorophénoxyacétate, voie du 2,4-dinitrotoluène).

Au cours du projet, il est devenu évident qu'il était nécessaire d'affiner les voies métaboliques pour éviter le stress oxydatif. En se concentrant sur l'évolution des gènes du dinitrotoluène impliqués dans la voie du 2,4-dinitrotoluène, les scientifiques ont découvert un lien entre la production endogène de dérivés actifs de l'oxygène (ROS) et les mécanismes de réparation de l'ADN. Ceci suggère que l'évolution de la biodégradation des composés xénobiotiques pourrait être obtenue par le stress mutagène causé par une mauvaise exécution des enzymes préexistantes sur des substrats non optimaux.

Pris dans leur ensemble, les résultats du projet PROACTIVE brossent le tableau de l'évolution des microorganismes qui dégradent les xénobiotiques et les voies cataboliques pour les xénobiotiques aromatiques. Ces informations pourraient trouver des applications dans le secteur du génie évolutif afin de répondre à la biodégradation des composés xénobiotiques.

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