MERCURIUS : Biogéochimie du mercure

**MERCURIUS – Biogéochimie du mercure : Relations entre spéciation, bioaccumulation et écotoxicité

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Durée : 2013 - 2018

Financement : ANR Blanc

Coordinateur : Alain Manceau (ISTerre)

Equipes ISTerre impliquées :
– Minéralogie

Partenaires :
Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux (EPOC, Arcachon) ; Institut Néel (Grenoble) ; Laboratoire de Radiolyse (Saclay)

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–  En savoir plus

**Résumé du projet :

Le mercure est un polluant neurotoxique persistant et bioamplifié le long des réseaux trophiques du fait principalement de son affinité pour les groupements thiolates (-RSH) présents en abondance dans de nombreuses protéines. Selon une étude récente réalisée par l’un des partenaires, l’ion Hg(II) forme avec les groupements cystéiques de la matière organique dissoute (MOD) détritique (substances humiques) des clusters HgxSy du type de ceux décrits dans les métalloprotéines (métallothionéines, MT) de détoxification du cadmium, du cuivre et du zinc par les organismes vivants. La question se pose alors de savoir si ces formes organiques abiotiques sont aussi biodisponibles et provoquent les mêmes réponses géniques et cytologiques que les espèces libres en solution (telles que CH3Hg+ et CH3HgCl), sont dégradées lors de la biomagnification dans les organes d’accumulation des animaux, et sont semblables aux formes de détoxification de Hg. Ces questions seront traitées par des mesures sur des échantillons prélevés dans le milieu naturel (poissons et cheveux humains) et des expérimentations en laboratoire sur le poisson zèbre (Danio rerio), afin de tester les hypothèses suivantes :

a) Le mercure associé à la MOD module le transfert du methylmercure et du mercure divalent dans la colonne d’eau et en fin de compte la biodisponibilité globale de cet élément.

b) La structure et la quantité des clusters HgxSy dans la MOD dépendent de la quantité de groupements de type cystéine.

c) La structure et la quantité des clusters HgxSy influencent, quant-à eux, la bioaccumulation et la toxicité du mercure.

d) L’expression des gènes mt1 et mt2 qui codent pour les isoformes MT-I et MT-II des métallothionéines du poisson zèbre est influencée par la spéciation du mercure dans la MOD.

e) Les clusters mercure-soufre des métalloprotéines de détoxification (métallothionéines) produites par les organismes vivants (poisson et homme) sont semblables aux clusters abiotiques HgxSy de la MOD. Il existerait alors un nombre limité de formes HgxSy stables dans la nature.

f) La nature des clusters HgxSy dans la MOD influence l’écotoxicité du mercure et module la réponse génétique adaptative, l’inhibition de la fonction mitochondriale, et le comportement de nage du poisson zèbre.

g) Les formes de détoxification ne sont pas nécessairement identiques dans le cerveau, le foie et les muscles des poissons, et les cheveux ; certains organes d’accumulation pourraient précipiter Hg sous forme de séléniure de mercure (HgSe) comme chez les mammifères (en plus ou à la place des MT).