Vers un monde équitable et durable

L’étude,  réalisée en collaboration avec le Pr Boaz Pokroy du Technion et le Dr Sirine Fakra du Laboratoire National Lawrence à Berkeley aux Etats-Unis, pourrait ouvrir la voie au développement d’un moyen rentable et efficace pour purifier l’eau potable de cette toxine, et sauver  la vie de dizaines de millions de personnes dans le monde. Elle suscite déjà un grand intérêt dans la communauté scientifique internationale.

« Les éponges sont les plus anciens animaux de la planète », explique le Prof. Ilan. « Elles servent d’habitat à de nombreuses créatures, filtrent sans cesse l’eau dans laquelle elles vivent, et en recueille de nombreux matériaux. Dans une étude effectuée quelques années auparavant, nous avons découvert qu’une éponge appelée Theonella swinhoei, et en particulier celle qui vit dans la mer Rouge, stocke une quantité énorme d’arsenic et de baryum, jusqu’à plusieurs millions de fois leur concentration dans l’environnement marin! Nous avons donc cherché à découvrir quel était le facteur responsable du stockage de l’arsenic dans l’éponge ».

Dès le début, les chercheurs ont pensé qu’il s’agissait d’une bactérie. Pour tester cette hypothèse, ils ont séparé les cellules de l’éponge des nombreuses bactéries qu’elle abrite, et ont constaté qu’en effet, l’arsenic se trouvait parmi ces bactéries. L’examen au microscope à balayage électronique a montré qu’il était stocké par une bactérie, appelée ‘ Entotheonella’.

« Nous avons découvert qu’à l’intérieur de cette bactérie se produit un processus étonnant de liaison chimique entre l’arsenic dissolu dans l’eau et le calcium », explique le Dr. Keren. « Le produit de cette liaison est un cristal solide, appelé pharmacolite, non toxique. De cette manière, l’arsenic est conservé dans le corps de la bactérie, et il n’y a pas de danger à ce qu’il se propage, se re-dissolve dans l’eau, et re-devienne toxique. Il est important de noter que cette bactérie emmagasine d’une manière similaire un autre élément chimique, le baryum, qui est aussi un polluant courant qui affecte notre santé. En fait, on peut dire que la bactérie fonctionne au sein de l’éponge comme un organe de désintoxication, ‘remplaçant’ le foie des animaux».

Pour la communauté scientifique, la découverte présente de nombreux intérêts: tout d’abord, la concentration d’arsenic dans le corps de la bactérie est la plus élevée jamais mesurée sur la planète, y compris dans les dépôts géologiques! De plus très peu de bactéries capables de produire des minéraux sont connues, et c’est la première découverte qui permet de produire de l’arsenic sous une forme cristalline.

En outre, le pharmacolite est une substance affiliée à sédiment géologique, mais dont on n’avait jamais observé la production biologique. En d’autres termes, le pharmacolite produit par la bactérie entotheonella est un bio-minéral de type complètement novateur.

Transformer l’arsenic en cristal inoffensif

La prochaine étape est pour le Dr. Keren d’étudier le génome de la bactérie, afin d’identifier les gènes impliqués dans le processus d’accumulation de l’arsenic et du baryum, afin de les transformer en solides inoffensifs. Un autre axe de prospection serait de rechercher des bactéries similaires qui vivent dans le sol ou les eaux souterraines, ce qui permettrait de raccourcir de façon importante le processus de traitement de l’eau potable.

« L’arsenic dissolu est un matériau très résistant, qui reste dans l’environnement en permanence, et jusqu’aujourd’hui il n’y avait aucun moyen efficace de le soustraire aux eaux souterraines », conclut le Prof. Ilan. « Nous espérons que notre découverte aidera au développement de moyens peu coûteux et efficaces de nettoyer les eaux souterraines et l’eau potable de l’arsenic, qui pourrait sauver la vie de dizaines de millions de personnes ».

Auteur, Sivan Cohen-Wiesenfeld, PhD Rédactrice en chef de la newsletter Université de Tel-Aviv/AFAUTA

Publié dans Nature Communications, 25 Février 2017