Adaptation et Dégradation des PFAS par la bactérie Pseudomonas putida // Adaptation and degradation of PFAS by the bacterium Pseudomonas putida

Les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) sont une classe de produits chimiques très variés que l'on trouve dans les produits d'usage quotidien qui sont très persistants. Elles s'accumulent dans la chaîne alimentaire naturelle et présentent une toxicité relativement élevée, y compris avec les « nouveaux » PFAS mis au point après l'interdiction des PAFS tels que le PFOA. Le monde est donc confronté à une situation très préoccupante, d'autant plus que le retraitement des sols, des sédiments ou de l'eau contaminés est difficile et coûteux. L'un des principaux défis réside dans le fait que les différents PFAS ont des propriétés physicochimiques très différentes, mais qu'ils sont souvent présents en mélange, ce qui rend difficile la mise au point d'une technologie efficace pour les éliminer tous. Nous proposons d'ouvrir la voie à une autre approche pour leur élimination, la bioremédiation, connue pour être une alternative efficace aux méthodes chimiques ou physiques d'élimination des substances toxiques (autosuffisance, moins cher, travail dans des conditions plus douces). Quelques bactéries ont été décrites comme étant capables de modifier/dégrader partiellement certains PFAS. Cependant, à l'exception de la transformation des PFAS, aucune donnée n'est disponible concernant leur adaptation à l'exposition aux PFAS. Quelques projets se concentrent sur la recherche d'enzymes impliquées dans la dégradation en tant que telle, mais si nous voulons utiliser des cultures bactériennes et non des enzymes, de nombreux autres paramètres doivent être pris en compte pour mettre en place une souche performante et, par conséquent, un processus performant. Par conséquent, nous proposons d'analyser en détail la réponse à plusieurs PFAS, de la souche dégradant les PFAS ATCC 17514 en termes de dégradation, d'adaptation à une toxicité potentielle et d'ajustement du métabolisme. Les analyses s'appuieront principalement sur une approche protéomique qui est une technique très puissante pour analyser les réponses globales sans a priori, et qui n'a jamais été utilisée pour caractériser la toxicité des PFASs ou le métabolisme des composés fluorés chez les bactéries. Le but ultime de ce projet sera de créer ou de sélectionner une souche robuste et efficace capable de biodégrader les PFASs.



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Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) are a class of very diverse chemicals found in products of daily use, that are highly persistent and encountered everywhere in the environment. They accumulate/biomagnify within the natural food chain and show a relatively high toxicity including the alternative products developed after the ban of the legacy compounds. Therefore, the world is facing a situation of great concern all the more as the retreatment of contaminated soils, sediments and water is difficult and costly. One of the main challenges is because various PFASs have quite different physicochemical properties but are often encountered in mixture making it difficult to find a technology efficient to remove all of them. We propose to pave the way towards another approach for PFASs elimination, bioremediation that is known to be a good alternative to chemical or physical methods for removing toxics (self-sustainability, cheaper, working in milder conditions, and often with dissolved and sorbed contaminants). A few bacteria have been described to be able to partially modify/degrade some PFASs. However, except the aspect of PFAS transformation, no data are available concerning their adaptation to PFAS exposure. A few projects are focusing on finding enzymes implicated in the degradation per se but if we want to use bacterial cultures and not enzymes, many other parameters need to be taken into account to set up a performant strain and hence a performant process. Therefore, we propose to analyze in depth the response to several PFASs of the PFAS degrading strain Pseudomonas putida ATCC 17514 in term of degradation, adaptation to a potential toxicity and metabolism adjustment. The analyses will mainly rely on a proteomic approach that is a very powerful technique to analyze global responses without a priori, and has never been done to characterize PFASs toxicity or fluorinated compounds metabolism in bacteria. The ultimate goal after this bootstrap project will be to engineer or select a robust and efficient strain capable of biodegrading PFASs.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Service : DIESE
Laboratoire : Chimie et Biologie des Métaux
Ecole doctorale : Chimie et Sciences du Vivant (EDCSV)
Directeur de thèse : LELONG Cecile
Organisme : Université Grenoble Alpes
Laboratoire : iRTSV/LCBM

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Service : DIESE