Tesi: "Bactéries – Effets des métaux"

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Delorme, Thierry. "Tolérance aux métaux lourds des bactéries de sédiments fluviatiles : acclimatation au zinc d'une souche d'Alcaligenes piechaudii". Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10134.

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Abstract (sommario):

Bien que faiblement contamine par les metaux, le sediment de l'ile de grand-gravier, contient des bacteries metallo-resistantes. Une souche d'alcaligenes piechaudii (zn11) pouvant se developper sans acclimatation prealable au zinc, en presence de 8 mm de zinc, a ete isolee. Son acclimatation au zinc a ete plus particulierement etudiee. En presence de fortes concentrations metalliques, la cinetique de croissance d'a. Piechaudii zn11 presente une phase de latence d'autant plus importante que la concentration metallique est elevee. L'entree du zinc, par les transporteurs du magnesium, entraine des blocages du metabolisme bacterien, se traduisant par une perte de viabilite importante. La phase de latence est une phase de reparation cellulaire et d'induction d'un mecanisme d'efflux energie dependant, impliquant une atpase. L'induction de la resistance a 3mm par une culture en presence de 50m de zinc a ete caracterisee par deux phases. La premiere est probablement liee a un phenomene de stress. Les proteines de stress induites par la presence du zinc 50m protegeraient la cellule vis a vis des effets du zinc a de plus fortes concentrations metalliques. La seconde phase serait due a la mise en place du mecanisme d'efflux. Le phenomene de stress semble persister dans les bacteries acclimatees au zinc 3mm. La resistance d'a. Piechaudii zn11 au zinc est induite par des precultures en presence de differents metaux (cadmium, cobalt, et cuivre) ; la reciproque est egalement observee. Toutefois, la croissance des cellules acclimatees au zinc 3mm est inhibee par l'apport de faibles teneurs de ces metaux. Le mecanisme de resistance au zinc serait donc specifique. Seul l'isolement des genes de la resistance au zinc (non obtenu) indiquera si a. Piechaudii zn11 possede un seul mecanisme de resistance capable d'expulser les divers metaux testes, ou si chaque metal necessite son propre mecanisme, comme cela semble etre le cas avec le nickel

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Siron, Valérie. "Stabilité de nanoparticules d'oxyde métallique et effets toxicologiques". Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077138.

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Abstract (sommario):

C'est à cause de leur petite taille (une dimension inférieure à 100 nm) que les nanoparticules sont utilisées dans de nombreux domaines d'application (textiles, cosmétiques,. . . ). Certains de ces nanomatériaux sont déjà commercialisés. Cet essor des nanosciences n'a malheureusement pas été accompagné par les études toxicologiques adéquates. Le but de mon travail est donc d'apporter des éléments de réponse à cette problématique. Dans cette optique, l'analyse des interactions biologiques entre des nanoparticules d'oxyde de zinc (ZnO) semiconducteur utilisé dans les crèmes solaires, et Escherichia coli, une bactérie présente dans l'environnement, a été réalisée. Le comportement toxique des ZnO a été évalué dans deux milieux : un milieu de croissance classique, le Luria Bertani (LB), et un milieu environnemental, l'eau de Seine. Les résultats obtenus dans ce travail ont mis en évidence la nécessité d'une approche pluridisciplinaire pour étudier l'impact toxique des nanoparticules. Ainsi, des effets bactériostatique et bactéricide des nanoparticules ont été démontrés, mais la comparaison des effets biologiques observés lors d'une incubation avec des ions Zn2+, suggère une dissolution partielle des nanoparticules. Cette hypothèse a été confirmée par l'étude de la solubilité des nanoparticules dans les différents milieux. La composition du milieu joue indéniablement un rôle dans le potentiel toxique des ZnO. L'implication d'un stress oxydatif dans les mécanismes de toxicité des nanoparticules a également été observée en utilisant une souche mutée pour l'enzyme de la superoxyde dismutase
As they are small, the nanoparticules which one of the dimensions is inferior to 100 nm, are used in many processes (textile, cosmetics,. . . ) and some nanomaterials are already included in consumer goods. Despite the rise of nanosciences, few studies have determined the ecotoxicological and environmental impact of the nanoparticles. The aim of this study is to find some answers to these issues. To do so, the study of the biological interactions between ZnO nanoparticles (semi conductor incorporated in the sunscreen composition), and a Escherichia coli, a bacteria présent in the environment, was performed. The toxic behaviour of ZnO nanoparticles was evaluated in two media: a growth medium Luria Bertani (LB), and an environmental medium, Seine river water. The results obtained in this work show that the toxic impact studies of nanoparticles needed a pluridisciplinary approach. Indeed, the bacteriostatic and bactericidal effects of nanoparticles were evidenced in this work, but a comparison of the biological effects obtained during incubation with Zn2+ ions, suggested the partial dissolution of the nanoparticles. This hypothesis was confirmed by solubility experiments performed in both media. The composition of the medium influences the potential toxicity of ZnO. The implication of oxidative stress in the mechanisms of nanoparticles toxicity was observed by using a mutant strain for the superoxide dismutase enzyme

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Vidal, Céline. "Etude taxonomique, phylogénétique et génétique des bactéries symbiotes des légumineuses métallicoles adaptées aux sites contaminés par le zinc et le cadmium". Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20232.

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Abstract (sommario):

Anthyllis vulneraria est une légumineuse présente sur les remblais d'anciennes mines de zinc, capable de fixer l'azote atmosphérique. Elle favorise l'installation d'autres espèces végétales et participe ainsi à une phytostabilisation rapide et durable de ces sites. La bactérie fixatrice d'azote symbiotique de l'écotype métallicole d'A. Vulneraria appartient à une nouvelle espèce bactérienne, Mesorhizobium metallidurans. Cette bactérie est présente de façon systématique sur tous les anciens sites miniers échantillonnés où un écotype d'Anthyllis métallicole a été répertorié. Afin de connaître son origine, une analyse comparative (génétique et phénotypique) de 164 Mesorhizobium associés à l'Anthyllis métallicole a été réalisée au niveau de sites contaminés et non contaminés. Les bactéries métallicoles se différencient des non métallicoles génétiquement, taxonomiquement et dans leurs capacités à tolérer les métaux. Ainsi M. Metallidurans apparaît particulièrement adapté à des milieux à forte teneur en Zn et en Cd. L'étude des rhizobia associés à plusieurs autres légumineuses métallicoles a révélé une forte diversité de bactéries. Il semble que les bactéries symbiotiques associées à différentes légumineuses métallicoles soient le résultat d'adaptations locales liées à des transferts horizontaux de gènes. Ainsi une bactérie saprophyte du sol fortement adaptée aux milieux contaminés et capable d'acquérir des gènes de nodulation sous pression de sélection de la plante hôte serait à l'origine de M. Metallidurans
Anthyllis vulneraria is a legume present on heavy-metal-enriched spoil heaps of zinc and able to fix nitrogen. It facilitates installation of other vegetal species, allowing fast and lasting post-mining restoration of these sites. Nitrogen-fixing bacteria able to associate with a metallicolous A. Vulneraria ecotype belong to a new species, Mesorhizobium metallidurans. This bacterium is systematically found in all mining samples where metallicolous Anthyllis ecotype is present. To investigate on the origin of this bacterium, a comparative analysis (genetic and phenotypic) of Mesorhizobium associated with metallicolous Anthyllis was performed on contaminated and non contaminated soils. Metallicolous bacteria differ of non metallicolous genetically, taxonomically and in their capacities to tolerate metals. So, M. Metallidurans seems particularly adapted to high level of Zn and Cd. Study of rhizobia associated with several other metallicolous legumes revealed high genetic diversity. It seems that symbiotic bacteria associated with different metallicolous legumes are the result of local adaptations linked to horizontal transfers. Thus, a soil saprophytic bacterium highly adapted to contaminated and able to acquire nodulation genes under selection pressure of plant host would be at the origin of M. Metallidurans

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Oger-Duroy, Cécile. "Etude des bactéries résistantes au cadmium portant le gène cadA dans un environnement naturel contaminé par les métaux lourds : l'estuaire de la Seine". Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES019.

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Abstract (sommario):

Les communautés bactériennes de l'estuaire de Seine résistantes au cadmium sont étudiées par différentes approches de microbiologie classique et d'écologie moléculaire. La quantification de l'abondance en gène cadA dans l'ADN total des communautés bactériennes extrait d'échantillons de l'estuaire est possible grâce à une approche de biologie moléculaire, la PCR compétitive. Nous avons mis en évidence une pression de sélection par le cadmium sur les communautés bactériennes présentes au niveau de la vasière intertidale Nord et avons montré que les bactéries qui portent le gène cadA présentent la même dynamique que les matières en suspension dans la zone de turbidité maximale de l'embouchure, en période de faible débit. Par ailleurs, au sein de la population des Staphylococcus cultivables portant le gène cadA, la conservation des séquences de gène cadA pourrait être liée à la dissémination de ce gène par l'intermédiaire de plasmides ou de séquences d'insertion, les IS257
In the Seine estuary cadmium-resistant bacterial communities was studied with different approaches of classical microbiology and molecular ecology. Molecular quantification of the cadA gene level in the total extracted DNA from environmental samples (water and sediments) in the microbial community, enabled us to study modifications in the genetic background of these communities. Those modifications could be related to the selection pressure by cadmium occurring on bacterial communities in contaminated sites such as the Northern intertidal mudflats. Moreover, high level of cadA gene in the water column of the mouth could be relied to the hydrodynamic of the environment during the maximum turbidity zone formation in low riverflow periods. This study focalized on the Staphylococcus population harboring cadA gene. The conservation of cadA gene sequences in the bacteria of this genus could be related to the dissemination of this gene with plasmids or insertion sequences IS257 intermediates

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Mohamad, Roba. "Adaptation des bactéries symbiotiques de légumineuses métallicoles : effets des métaux lourds et de la plante hôte sur la composition des populations de rhizobia symbiotiques d’Anthyllis vulneraria et de Lotus corniculatus". Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT153/document.

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Abstract (sommario):

Deux légumineuses (Anthyllis vulneraria et Lotus corniculatus) adaptées aux métaux lourds constituent un matériel d’intérêt pour la phytostabilisation de sites miniers. Leur fonction de fixatrices biologiques d’azote grâce à leur symbiose avec des bactéries symbiotiques permet l’établissement efficace d’une couverture végétale durable limitant la dispersion des métaux dans l’environnement. Nos objectifs ont été d’étudier les effets des métaux lourds et de la plante hôte sur les populations symbiotiques naturellement associées à ces légumineuses en analysant (i) les populations symbiotiques associées à A. vulneraria sur 8 sites contaminés ou non (ii) les populations de rhizobia associées à L. corniculatus qui ont été comparées à celles d’Anthyllis. La distribution des souches de Mesorhizobium isolées de nodosités d’A. vulneraria et provenant de plusieurs sites contaminés ou non dépend des fortes teneurs en métaux lourds des sols qui sélectionnent fortement les souches symbiotiques résistantes et influencent leur composition taxonomique. Les souches appartenant à l’espèce M. metallidurans ont été retrouvées seulement dans les sites fortement contaminés. Deux nouvelles espèces potentielles et résistantes aux métaux semblent exister chacune sur un site minier distinct. L’une d’elle est proche de M. ciceri et de M. loti et tous ses membres présentent la particularité de ne pas posséder de gène cadA, un gène impliqué dans la tolérance aux métaux chez M. metallidurans. Par contre, les sites non contaminés révèlent une diversité taxonomique différente avec la présence de nouvelles espèces de Mesorhizobium sensibles aux métaux lourds. Quatre de ces nouvelles espèces ont été définies. A. vulneraria et L. corniculatus partagent la même diversité taxonomique dans les sites contaminés testés. Par contre, les propriétés symbiotiques des souches varient selon la plante hôte utilisée pour le piégeage. Les souches appartiennent soit au symbiovar (sv.) anthyllidis soit au sv. loti selon le site géographique d’origine et ceci indépendamment des teneurs en métaux lourds dans le sol. A. vulneraria s’associe avec les souches possédant les sv. anthyllidis ou sv. loti. En revanche, L. corniculatus ne s’associe qu’avec des souches du sv. loti. Dans tous les sols qu’ils soient contaminés ou non, A. vulneraria nodule préférentiellement avec le sv. anthyllidis. En conclusion, A. vulneraria et L. corniculatus établissent des symbioses avec les mêmes espèces de Mesorhizobium et s’associent préférentiellement avec un sv. Les taxons retrouvés dépendent fortement des sites d’isolement, ce qui pourrait traduire des adaptations particulières aux conditions environnementales. L’utilisation des ressources biologiques locales est une stratégie que nous recommandons pour la végétalisation d’anciens sites miniers
Two legumes (Anthyllis vulneraria and Lotus corniculatus) adapted to heavy metals form an interesting material for phytostabilisation strategy in mining sites. As biological nitrogen fixators, these legumes associated with compatible symbiotic bacteria provide an efficient establishment of a sustainable cover vegetation limiting metal dispersion in the environment. Our objectives were to study the effects of heavy metals and the host plant on symbiotic populations naturally associated with these legumes by analyzing (i) symbiotic populations associated with A. vulneraria on 8 contaminated and uncontaminated sites (ii) rhizobial populations associated with L. corniculatus that were compared with those of Anthyllis. The distribution of mesorhizobial strains isolated from A. vulneraria root-nodules from several contaminated and uncontaminated sites depends on high levels of heavy metals in soils by selecting highly resistant strains and impacting the taxonomic composition. Strains belonging to M. metallidurans were only found in highly contaminated sites. Two new potential metal-tolerant species were detected in two distinct mines. One of them was closely related to M. ciceri and M. loti and its members had the feature of not -possessing the cadA gene, a gene involved in metal-tolerance among M. metallidurans strains. By contrast, uncontaminated sites revealed a different taxonomic diversity with new species sensitive to heavy metals. Four of these new species were defined. A. vulneraria and L. corniculatus share the same taxonomic diversity in the contaminated sites tested. By contrast, symbiotic properties of the strains vary depending on the host plant used for trapping. Strains belong either to symbiovar (sv.) anthyllidis or to sv. loti according to geographic origins and independently of heavy metal levels in soils. A. vulneraria associated with strains of sv. anthyllidis or sv. loti. In contrast, L. corniculatus only associated with strains of sv. loti. In contaminated or uncontaminated soils, A. vulneraria was preferentially nodulated by sv. anthyllidis. In conclusion, A. vulneraria and L. corniculatus established symbiotic relationships with the same taxonomic groups of Mesorhizobium but associated with different symbiovars. The finding of taxonomic groups strongly depends on geographical sites, suggesting special adaptations to environmental conditions. Use of local biological resources is the strategy we recommend for revegetation of old mines

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Saint-Martin, Pascale. "Étude de deux protéines contenant du fer non hémique isolées du genre Desulfovibrio : la rubrérythrine (purification et caractérisation chez Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27 774) et la rubrédoxine (effets de substitutions métalliques)". Compiègne, 1989. http://www.theses.fr/1989COMPD206.

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Abstract (sommario):

Les rubrédoxines possédant le centre fer-soufre le plus simple ont servi de modèles pour l'étude de fonctionnement des hydrogénases contenant des centres plus complexes. Les rubrédoxines de 3 souches de bactéries sulfato-réductrices du genre Desulfolvibrio (D. Desulfuricans ATCC 27 774 et Berre-Eau et D. Gigas) ont été modifiées par remplacement de leur centre actif ferrique par du nickel et les activités d'échange deuterium-proton et de production de H2 ont été mesurées par spectrométrie de masse. Les rubrédoxines natives sont inactives vis-à-vis de la molécule de D2. La substitution métallique engendre l'apparition d'activités d'échange et de production qui, bien que faibles par rapport à celles des hydrogénases, permettent de conclure à un rôle du nickel dans l'activation de la molécule d'hydrogène. Le rapport H2/H2+Hd donne une valeur correspondant à un clivage hétérolytique de D2. Le CO, inhibiteur des hydrogénases, entraîne une inhibition réversible des rubrédoxines à nickel. Le remplacement du fer par d'autres métaux de transition (cobalt ou cuivre) n'engendre pas de protéines actives vis-à-vis de la molécule de H2. Chez D. Desulfuricans ATCC 27 774, une nouvelle protéine présentant un spectre optique comparable à celui de la rubrédoxine, a été isolée. Elle contient du fer impliqué dans 2 structures différentes de type rubrédoxine et de type hémérythrine, cette caractéristique lui valant le nom de rubrérythrine. Elle est constituée de 2 sous-unités de 24 KDa. Son potentiel redox (+ 200 mV) est très élevé par rapport à celui des autres protéines d'oxydo-réduction des Desulfovibrio. Son rôle physiologique est toujours inconnu, bien qu'une protéine ayant une activité NADH-rubrérythrine oxydo-réductase ait été purifiée et caractérisée
Rubredoxin, the simplest iron-sulfur protein, has been used as a model for the study of mechanisms of hydrogenases which contain more complex centers. The active center of rubredoxins from 3 Desulfolvibrio strains (D. Desulfuricans ATCC 27 774 and Berre-Eau and D. Gigas) has been substituted by nickel and their deuterium-proton exchange and H2 production activities have been measured by mass-spectrometry. No net activity has been observed with native rubredoxin. Substitution with nickel leads to exchange and production activities, weak indeed when compared to those of hydrogenases. But it is clear that nickel plays a role in hydrogen activation. H2/H2+HD ratio is compatible with an heterolytic cleavage of D2 with formation of an hybrid. CO, which is an inhibitor of all types of hydrogenases, is a reversible of inhibitor for nickel-rubredoxins. No activity is observed after replacement of iron by other transition metals (cobalt or copper). A new protein has been isolated from D. Desulfuricans ATCC 27 774. It contains non heme iron implicated in two different structures : one of the rubredoxin type and one of the hemerythrin type. So it has been called rubrerythrin. The optical spectrum of this protein is comparable to the rubredoxin one, but it is composed by two 24 KDa subunits. The redox potential (+ 200 mV) is very high compared to other proteins found in Desulfovibrio. A protein with NADH-rubrerythrin oxydo-reductase activity has been purified and characterized. Nevertheless, the physiological role of rubrerythrin is still unknown

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Présent, Romain. "Biodisponibilité et dynamique de partition de métaux traces aux interphases microbiennes : effets de complexation intracellulaire et application aux biosenseurs bactériens". Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0181/document.

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Abstract (sommario):

La biodisponibilité d'un métal pour un organisme donné correspond à la fraction de ce métal qui est potentiellement bioadsorbable et/ou biointernalisable. Elle dépend de la composition physicochimique du milieu, de la nature des surfaces biologiques considérées et elle est modulée par la réponse cellulaire des organismes. Dans un contexte environnemental, l’analyse des processus contrôlant la bioassimilation des métaux est essentielle pour une prédiction fiable de leur biodisponibilité et toxicité. Dans ce manuscrit sont détaillés des développements théoriques et expérimentaux visant à comprendre la dynamique de partition de contaminants métalliques aux interfaces microbiennes et les déterminants de leur biodisponibilité selon une approche qui dépasse les cadres thermodynamiques classiques (modèle BLM). Après une partie introductive et une revue de l'état de l'art, le troisième chapitre de cette thèse est dédié à l'élaboration d'un formalisme pour l'évaluation quantitative de la bio-partition hors-équilibre de métaux traces aux interfaces biologiques. Ce modèle théorique est basé sur les expressions des flux de contaminants depuis la solution extracellulaire vers la surface biologique par diffusion/conduction, des flux d'internalisation et excrétion à travers la membrane, et il tient compte de la cinétique de déplétion des métaux en solution. Le formalisme intègre par ailleurs les processus de complexation intracellulaire des métaux sur la base d'un mécanisme d'Eigen généralisé. Dans le quatrième chapitre, des souches d'Escherichia coli ont été génétiquement modifiées pour (i) limiter leurs capacités d'excrétion des métaux et (ii) sur-exprimer des protéines intracellulaires ayant une forte affinité pour ces métaux. Des données expérimentales issues de suivis cinétiques de déplétion de Cd(II) réalisées à différentes fractions volumiques en bactéries ont permis de conforter avec succès les bases de la théorie élaborée dans cette thèse pour la partition de métaux à des biointerfaces molles chargées. Un dernier chapitre est consacré à l’évaluation quantitative de la réponse de biosenseurs luminescents en présence de métaux. Ce formalisme décrit la façon avec laquelle la dérivée temporelle des biosignaux dépend de la dynamique d’internalisation du métal, de la cinétique de formation de complexes intracellulaires régulateurs des processus de transcription et de leurs stabilités, et des processus de bio-sorption passive. Une confrontation avec des données expérimentales issues de biosenseurs sensibles au cadmium a permis de mettre en évidence l’inapplicabilité des modèles d’équilibre de biodistribution des métaux, et de prédire la réponse des biosenseurs à des variations de la salinité du milieu, de la concentration cellulaire et de la concentration bulk de métaux
Bioavailability of metal ions toward living organisms refers to the metal fraction they potentially adsorb and/or internalize. It is governed by the physicochemical medium composition, the nature of the biological surface considered and it is further mediated by the cellular response of the organisms. Within an environmental context, a fine understanding of the processes controlling metal biouptake is mandatory to predict bioavailability and toxicity of metallic contaminants. Here are detailed theoretical and experimental developments to broaden our knowledge on dynamic partitioning of metallic contaminants at microbial interfaces beyond the standard thermodynamic representation (BLM model). After an introduction and a state of the art section, the third chapter is devoted to the elaboration of a rationale for the evaluation of the processes governing metal biouptake under relevant out-of-equilibrium conditions. The formalism expresses the fluxes of contaminants from bulk medium to the biosurface via conductive diffusion, the biouptake and excretion fluxes with account of metal depletion kinetics in the extracellular medium. It also includes chemodynamics of intracellular metal complexation as described by a generalized Eigen scheme. In the fourth chapter, strains of \textit{Escherichia coli} were genetically modified to limit metal excretion ability and overexpress strong intracellular proteinaceous chelators. Quantitative interpretation of metal depletion kinetic data confort the bases of the theory developed in this PhD work on metal partitioning at soft charged biointerfaces. The final chapter deals with a development of a theoretical framework for understanding -on a mechanistic level- the response of metal-sensitive whole-cell bioreporters. The theory explicitly deciphers how the time derivative of bioreporters signal intensity is governed by the dynamics of metal biouptake, by the formation kinetics and stability of the intracellular complexes acting as transcriptional regulators, and by passive biosorption. The model predictions are successfully collated with cadmium detection data collected with genetically modified Escherichia coli luminescent bioreporters that exhibit various lipopolysaccharidic surface structures. The analysis dismisses the applicability of thermodynamic metal biopartitioning models and it clearly defines the physicochemical medium composition in line with optimum biosensing of the bioavailable metal fraction

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De, Angelis Fabien. "Characterization of proteins involved in RND-driven heavy metal resistance systems of Cupriavidus metallidurans CH34". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2010. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210154.

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Abstract (sommario):

Les systèmes d’efflux tripartite de type Resistance, Nodulation and cell-Division (RND) sont essentiels dans le maintien de phénotypes de résistance multidrogues et contre les métaux lourds dans nombreuses bactéries Gram-négatives. Le transport de ces composés toxiques hors de la cellule est permis par l’assemblage d’une protéine de type antiporteur cation/proton (unité RND) insérée dans la membrane interne, connectée à une protéine insérée dans la membrane externe, pour former un canal de sorti qui traverse l’entièreté de l’enveloppe cellulaire. Le troisième composant du système, la protéine de type membrane fusion protein (MFP) qui est aussi appelée periplasmic adaptor protein (PAP), est requis pour permettre l’assemblage de tout ce complexe à trois composants. Cependant, les MFPs sont supposées jouer un rôle important et actif dans le mécanisme d’efflux du substrat. Pour mieux comprendre le rôle des MFPs au sein des systèmes d’efflux de type RND, nous avons étudié les protéines ZneB (précédemment appelée HmxB) et SilB, les composants périplasmiques des systèmes ZneCBA et SilABC responsables de la résistance aux métaux lourds chez Cupriavidus metallidurans CH34. Nous avons identifié la spécificité de liaison au substrat de ces protéines, montrant leur capacité à fixer le zinc (ZneB), ou le cuivre et l’argent (SilB). De plus, nous avons résolu la structure cristalline de ZneB à une résolution de 2.8 Å dans la forme apo- et avec un ion zinc fixé. La structure de ZneB possède une architecture générale composée de quatre domaines caractéristiques des MFPs, et la présence du site de coordination au zinc dans une région très flexible à l’interface des domaines β-barrel et membrane proximal. Les modifications structurales que la protéine subit lors de la fixation du zinc on été observée dans le cristal mais aussi en solution, ce qui suggère un rôle actif des MFPs dans le mécanisme d’efflux des métaux, vraisemblablement via la fixation et le relargage de l’ion à l’antiporteur. Les études de sélectivité de transport des antiporteurs ZneA et SilA montre que ces dernières et leurs protéines périplasmiques respectives ont des affinités similaires pour les métaux lourds. De plus, les études de transport ont apportés des arguments en faveur de l’hypothèse de capture cytoplasmique du substrat par l’antiporteur, tandis que la capacité des protéines périplasmiques à fixer les métaux lourds a apporté des arguments en faveur de l’hypothèse de capture périplasmique du substrat par l’antiporteur. Les deux modes de capture pourraient en réalité coexister ;cependant, le débat autour du compartiment cellulaire de capture du substrat par l’antiporteur est complexe et requiert de plus amples efforts afin d’être cerné. / Tripartite resistance nodulation cell division (RND)-based efflux complexes are paramount for multidrug and heavy metal resistance in numerous Gram-negative bacteria. The transport of these toxic compounds out of the cell is driven by the inner membrane proton/substrate antiporter (RND protein) connected to an outer membrane protein to form an exit duct that spans the entire cell envelope. The third component, a membrane fusion protein (MFP) also called periplasmic adaptor protein, is required for the assembly of this complex. However, MFPs are also proposed to play an important active role in substrate efflux. To better understand the role of MFPs in RND-driven efflux systems, we studied ZneB (formerly HmxB) and SilB, the MFP components of the ZneCAB and SilABC heavy metal RND-driven efflux complexes from Cupriavidus metallidurans CH34. We have identified the substrate binding specificity of the proteins, showing their ability to selectively bind zinc (ZneB), or copper and silver cations (SilB). Moreover, we have solved the crystal structure of the apo- and the metal-bound forms of ZneB to 2.8 Å resolution. The structure of ZneB displays a general architecture composed of four domains characteristic of MFPs, and it reveals the metal coordination site at the very flexible interface between the β-barrel and the membrane proximal domains. Structural modifications of the protein upon zinc binding were observed in both the crystal structure and in solution, suggesting an active role of MFPs in substrate efflux possibly through binding and release. The selectivity assays of the antiporter proteins ZneA and SilA demonstrated similar specificities in relation to their cognate MFPs toward heavy metal cations. Moreover, antiporter transport assays provide evidence for cytoplasmic substrate capture by this protein, whereas MFP substrate binding provides evidence for periplasmic substrate capture. Therefore, both modes of capture might co-exist; nevertheless, the substrate capture issue is a complex topic still needing consequent efforts to understand it.
Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Tambosi, Reem. "Stress and toxicity of metal in photosynthetic bacteria : multi-scale study of the effects and the targets of metal ions and nanoparticles Silver and Copper Acute Effects on Membrane Proteins and Impact on Photosynthetic and Respiratory Complexes in Bacteria Silver Effect on Bacterial Cell Membrane Structure Investigated by Atomic Force and Scanning Electron Microscopes Cadmium and Copper Cross-tolerance. Cu+ alleviates Cd2+ toxicity, and both cations target heme and chlorophyll biosynthesis pathway in Rubrivivax gelatinosus Additive effects of metal excess and superoxide, a highly toxic mixture in bacteria". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASL070.

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Abstract (sommario):

L’usage intensif des métaux et des ions métalliques dans l'industrie et l'agriculture représente une menace sérieuse pour l'environnement et pour tous les êtres vivants en raison de la toxicité aiguë de ces ions. Cependant, cela peut aussi être un outil prometteur. En effet, les ions comme les nanoparticules d'argent sont très utilisés dans diverses applications médicales, industrielles et sanitaires. L'effet antimicrobien de ces nanoparticules est en partie lié aux ions Ag⁺ libérés et à leur capacité à interagir avec les membranes bactériennes. L'objectif de ce projet est d'étudier l'interaction entre un objet biologique (les bactéries) et des objets physiques (métaux), pour comprendre l'impact des métaux sous différentes formes (ions, nanoparticules et nanostructures) sur les cellules bactériennes en utilisant différentes approches: de physiologie, biochimie, génétique et de biologie cellulaire. Nous avons utilisé comme modèles biologiques, principalement la bactérie photosynthétique pourpre Rubrivivax (R.) gelatinosus, mais aussi Escherichia coli; et pour les objets physiques, nous avons utilisé l'argent comme métal principal mais aussi d'autres métaux (cuivre, cadmium et nickel) à titre de comparaison. Les principaux objectifs de ce travail sont: 1- d'étudier l'impact et les mécanismes de toxicité de ces ions métalliques / NPs sur les métabolismes bactériens respiratoire et photosynthétique. 2- Identifier des gènes bactériens impliqués dans la réponse à un excès d'ions Ag⁺. 3- Etudier l'internalisation et l'interaction des ions métalliques et des NP au sein des membranes biologiques. Ainsi, nous avons pu identifier, à la fois in vitro et in vivo, des cibles spécifiques d'ions Ag⁺ et Cu²⁺ dans la membrane des bactéries. Cela inclut des complexes impliqués dans la photosynthèse, mais également des complexes de la chaine respiratoire. Il a été démontré que les ions Ag⁺ et Cu²⁺ ciblent spécifiquement une bactériochlorophylle exposée au solvant dans les antennes de collecte de lumière du photosystème de la bactérie. Ceci présente également, à notre connaissance, la première preuve directe de dommages induits par des ions Ag⁺ sur les protéines membranaires impliquées dans ces métabolismes. Par ailleurs, nous avons également réalisé une étude comparative par microscopie (AFM/ MEB) de l'effet de l'Ag⁺ en solution ou des Ag-NPs synthétisés dans notre laboratoire, sur la morphologie des cellules bactériennes
The extensive use of metal ions in industry and agriculture represents a serious threat to the environment and to all living being because of the acute toxicity of these ions. However, it can also be a promising tool, silver ions and nanoparticles are some of the most widely used metals in various industrial and health applications. The antimicrobial effect of these nanoparticles is in part related to the released Ag⁺ ions and their ability to interact with bacterial membranes. The goal of this project is to study the interaction between biological subject (the bacteria) and physical objects (metals), and more specifically to understand the impact of metals in different forms (ions, nanoparticles and nanostructures) on the growth of the bacterial cells using different approaches : physiology, biochemistry, genetics and cell biology. We used as biological models, principally the purple photosynthetic bacterium Rubrivivax (R.) gelatinosus, but also Escherichia coli; and for physical objects, we used silver as main metal but also other metals (copper, cadmium and nickel) for comparison. The main objectives are: 1- to study the impact and the mechanisms of toxicity of these metallic ions/NPs on the bacterial respiratory and photosynthesis metabolisms. 2- To identify the bacterial genes involved in response to excess silver. 3- To study the internalization and interaction of metals ions and NPs within biological membranes. The results showed that we were able to identify, both in vitro and in vivo, specific targets of Ag⁺ and Cu²⁺ ions within the membrane of bacteria. This include complexes involved in photosynthesis, but also complexes involved in respiration. Ag⁺ and Cu²⁺ were shown to specificaly target a solvent exposed bacteriochlorophyll in the light harvesting antennae of the photosystem. This also presents, in our knowledge, the first direct evidence of silver ions damages to membrane proteins involved in these metabolisms. We also carried out a microscopy (AFM/ SEM) comparative study of the effect of Ag⁺ ions or Ag-NPs synthesized in our laboratory, on the bacterial cell morphology

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Zhang, Rui. "Temporal and spatial dynamics of trace metal acquisition by prokaryotic communities in the Southern Ocean". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2024SORUS136.pdf.

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Abstract (sommario):

Les oligoéléments tels que le fer, le manganèse, le nickel et le cuivre jouent un rôle essentiel dans la croissance et le métabolisme des microorganismes procaryotes et eucaryotes phototrophes et non phototrophes dans l'océan, et influencent ainsi le cycle biogéochimique des principaux éléments. Alors que l'impact de la limitation en Fe sur les microorganismes phototrophes (phytoplancton) a été largement étudié, les liens entre les micronutriments et les procaryotes hétérotrophes restent jusqu'à présent peu étudiés. Cette thèse étudie le potentiel métabolique des microbes marins taxonomiquement diversifiés pour acquérir des métaux traces en utilisant une approche métagénomique et donne ainsi un aperçu de la contribution des taxons procaryotes au cycle des éléments mineurs et majeurs à des échelles temporelles et spatiales dans l'Océan Austral.L'objectif du chapitre 1 est d'étudier la stratégie des procaryotes pour acquérir différentes formes chimiques de Fe au cours de la saison. Sur la base d'échantillons obtenus par un échantillonneur autonome à distance, des observations métagénomiques saisonnières à haute résolution dans la région naturellement fertilisée en Fe au large des 'îles Kerguelen sont présentées. La dynamique saisonnière suggère un découplage temporel des besoins des procaryotes en Fe et en carbone organique pendant l'efflorescence printanière du phytoplancton et un accès concerté à ces ressources en fin d'été. Les stratégies écologiques donnent un aperçu de la manière dont le Fe pourrait façonner la composition de la communauté microbienne, avec des implications potentielles sur la transformation de la matière organique dans l'océan Austral.La question de savoir comment la disponibilité des métaux traces sélectionne les taxons procaryotes et les rétroactions potentielles des processus microbiens sur la distribution des métaux traces dans l'océan est abordée dans le chapitre 2. Les liens réciproques potentiels entre divers taxons procaryotes et Fe, Mn, Cu, Ni ainsi que l'utilisation apparente de l'oxygène (AOU) dans 12 masses d'eau bien définies du sud de l'océan Indien (SWINGS - South West Indian Ocean GEOTRACES GS02 Section cruise) ont été étudiés. L'analyse ‘Partial Least Square Regression' (PLSR) révèle que les masses d'eau sont associées à des vecteurs latents particuliers qui sont une combinaison de la distribution spatiale des taxons procaryotes, des éléments traces et de l'AOU. Cette approche fournit de nouvelles informations sur les interactions potentielles entre les taxons procaryotes et les métaux traces en relation avec la reminéralisation de la matière organique dans des masses d'eau distinctes de l'océan.Dans le chapitre 3, les gènes liés au transport des métaux-traces par les communautés procaryotes habitant les différentes masses d'eau échantillonnées au cours de la campagne SWINGS ont été étudiés. Ces résultats couvrent 42 échantillons prélevés de la surface jusqu'à la profondeur à 13 stations dans la zone subtropicale, subantarctique, frontale polaire et antarctique. L'abondance des gènes associés au transport du Fe, du Mn, du Ni et du Cu dans les fractions libres (<0,8 µm) et attachées aux particules (>0,8 µm) a été déterminée à la fois au niveau de la communauté et dans les ‘metagenome assembled genomes' (MAG). Les résultats révèlent des différences dans l'abondance normalisée (GPM) en fonction de la localisation géographique dans les eaux de surface et entre les masses d'eau en profondeur. Ces dernières étaient particulièrement prononcées pour les transporteurs de sidérophores, Mn, Ni et Cu. Chaque masse d'eau contenait un ensemble distinct de MAG abondants et ceux-ci se sont révélés différents dans leurs répertoires de transporteurs de métaux traces. Ces observations suggèrent que les métaux traces étudiés ici pourraient jouer des rôles distincts dans le métabolisme microbien dans différentes masses d'eau, avec des rétroactions potentielles sur leur cycle dans l'océan
Trace metals such as iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), and copper (Cu) play critical roles for the growth and metabolism of phototrophic and non-phototrophic prokaryotic and eukaryotic microorganisms in the ocean, and thereby influence the biogeochemical cycling of major elements. While the impact of Fe limitation on phototrophic microorganisms (phytoplankton) has been extensively investigated, the links between micronutrients and heterotrophic prokaryotes remains thus far poorly studied. This thesis investigates the metabolic potential of taxonomically diverse marine microbes to acquire trace metals using a metagenomics approach and thereby provides insights into the contribution of prokaryotic taxa to the cycling of minor and major elements on temporal and spatial scales in the Southern Ocean.The objective of Chapter 1 is to study the strategy of microbes to acquire different chemical forms of Fe under seasonally changing organic carbon requirements. Based on samples obtained by a remote autonomous sampler, high-resolution seasonal metagenomics observations from the naturally Fe-fertilized region off Kerguelen Island are presented. The results show pronounced, but distinct seasonal patterns in the abundance of genes implicated in the transport of different forms of Fe and organic substrates, of siderophore biosynthesis and carbohydrate active enzymes. The seasonal dynamics suggest a temporal decoupling in the prokaryotic requirements of Fe and organic carbon during the spring phytoplankton bloom and a concerted access to these resources after the summer bloom. Taxonomic assignments revealed differences in the prokaryotic groups harboring genes of a given Fe-related category and pronounced seasonal successions were observed. The ecological strategies provide insights on how Fe could shape microbial community composition with potential implications on organic matter transformations in the Southern Ocean.The question of how the availability of trace metals selects for prokaryotic taxa and the potential feedbacks of microbial processes on the trace metal distribution in the ocean is addressed in Chapter 2. The potential reciprocal links between diverse prokaryotic taxa and Fe, Mn, Cu, Ni as well as apparent oxygen utilization (AOU) across 12 well-defined water masses in the Southern Indian Ocean (SWINGS- South West Indian Ocean GEOTRACES GS02 Section cruise) was investigated. Partial Least Square Regression (PLSR) analysis reveals that the water masses are associated with particular latent vectors that are a combination of the spatial distribution of prokaryotic taxa, trace elements and AOU. This approach provides novel insights on the potential interactions between prokaryotic taxa and trace metals in relation to organic matter remineralization in distinct water masses of the ocean.In Chapter 3, genes related to trace-metal transport by the prokaryotic communities inhabiting the distinct water masses sampled during the SWINGS cruise were investigated. These results cover 42 samples collected from surface to depth at 13 stations in the Subtropical, Subantarctic, Polar Frontal and Antarctic zones. The abundance of genes associated with the transport of Fe, Mn, Ni and Cu in the free-living (<0.8 µm) and particle-attached fractions (>0.8 µm) were determined both at the community level as well as in metagenome assembled genomes (MAGs). The results reveal differences in the normalized abundance of these genes (GPM) depending on geographic location in surface waters, and among water masses at depth. These latter were particularly pronounced for transporters of siderophores, Mn, Ni and Cu. Each water mass contained a distinct set of abundant MAGs and these were found to differ in their repertoires of trace metal transporters. These observations suggest that the trace metals considered here could play distinct roles in microbial metabolism in different water masses, with potential feedbacks on their cycling in the ocean

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Ngonlong, Ekende Elisabeth. "Towards a better understanding of bacterial resistance to heavy metal ions: the case of the Sil and Zne systems from Cupriavidus metallidurans CH34". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2012. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209686.

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Gaudillat, Quentin. "Polymères de coordination et métallopolymères pour l'élaboration de matériaux et surfaces antibactériens". Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/5a9d8965-7f4d-4c00-b84c-1c53c0e9e067.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse était d’élaborer des matériaux antibactériens en utilisant la chimie de coordination. Pour ce faire, ce travail a été mené selon trois axes de recherche distincts. Dans une première partie, nous avons synthétisé des polymères de coordination (CP) par auto-assemblage de ligands dithioéthers avec des sels d’argent(I). Cette approche se démarque de travaux précédents par l’utilisation d’une combinaison acide de Lewis faible/ligand donneur mou. Outre la caractérisation structurale de ces CPs, ce travail présente une étude approfondie de leur activitié antibactérienne et de leur cytotoxicité. Dans une seconde partie, la synthèse de complexes carbéniques portant un groupement pyrrole électroactif et leur électropolymérisation pour former des films de métallopolymère est décrite. Cette approche par voie électrochimique pour immobiliser des complexes carbéniques sur des substrats est tout à fait originale par rapport aux travaux de la littérature. A la fois la nature du métal (Ag(I), Au(I), Rh(I), Ru(II), Cu(I)) et leur teneur dans les films mènent à des activités antibactériennes très différentes. Ces films ont également montré une réponse métal-dépendante des bactéries. Finalement, nous avons utilisé de façon assez atypique la méthode d’assemblage couche par couche (LbL) pour fonctionnaliser des surfaces de titane par des CPs.Les résultats présentés sont donc le fruit d’un travail pluridisciplinaire alliant la synthèse organique, la chimie de coordination, l’électrochimie, la chimie de surface et la (micro)biologie
The aim of this thesis was to develop antibacterial materials using coordination chemistry. To this end, the work was carried out along three distinct lines of research. In the first part, we synthesized coordination polymers (CPs) by self-assembly of dithioether ligands with silver(I) salts. This approach differs from previous work by using a weak Lewis acid/soft donor ligand combination. In addition to the structural characterization of these CPs, this work presents an in-depth study of their antibacterial activity and cytotoxicity. In a second part, the synthesis of carbene complexes bearing an electroactive pyrrole group and their electropolymerization to form metallopolymer films is described. This electrochemical approach to immobilize carbene complexes on substrates is highly original compared with the literature. Both the nature of the metal (Ag(I), Au(I), Rh(I), Ru(II), Cu(I)) and their content in the films result in very different antibacterial activities. These films also showed a metal-dependent response to the bacteria. Finally, in a rather atypical way, we used the layer-by-layer (LbL) assembly method to functionalize titanium surfaces with CPs.The results presented here are therefore the fruit of multidisciplinary work combining organic synthesis, coordination chemistry, electrochemistry, surface chemistry and (micro)biology

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Poirel, Jessica. "Réponses adaptatives des communautés bactériennes telluriques aux métaux et métalloïdes : liens avec la disponibilité des polluants métalliques dans les sols". Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0164.

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Abstract (sommario):

La mesure des effets des éléments en traces métalliques (ETM) sur les microorganismes, acteurs majeurs du fonctionnement des sols, constitue une approche complémentaire des analyses physico-chimiques dans l'évaluation de leur impact éco-toxicologique. La démarche scientifique présentée ici visait à déterminer dans quelle mesure la diversité, l'abondance et l'expression de gènes bactériens de résistance aux métaux et métalloïdes pourraient constituer des biomarqueurs pertinents des concentrations biodisponibles en ETM dans les sols contaminés et de leur impact sur les communautés bactériennes. Dans cette étude, nous nous sommes focalisés sur les gènes de résistance arsB/ACR3(1) codant les pompes d'efflux de l'arsénite, largement répandues chez les procaryotes, et aioA codant une arsénite-oxydase. Une technique de PCR en temps réel, utilisant des amorces dégénérées conçues au cours de travaux de thèse précédents (Achour et al., 2007 ; Quéméneur et al., 2008), a été développée pour quantifier ces gènes cibles et leurs transcrits dans des systèmes d'étude de plus en plus complexes, de la culture liquide aux microcosmes de sols. Cette recherche d'interprétations physiologiques et écologiques des réponses bactériennes à une exposition à l'arsenic a été intégrée dans le projet ANR Multipolsite (ANR CES 2008). Il a dès lors été possible d'étudier, dans un contexte d'atténuation naturelle et de phytoremédiation, l'abondance des gènes arsB, ACR3(1) et aioA in situ et sur le long terme en fonction de différents traitements telles que la présence de végétation et la désorption-thermique de ce sol multi-contaminé aux HAP et aux ETM. Ces travaux ont également abouti à la conception d'amorces dégénérées ciblant les gènes de résistance aux cadmium, zinc et plomb, gènes codant les ATPases de type PIB étant des pompes d'efflux spécifiques de ces ETM
Arsenic is a widespread toxic metalloid which is a major issue of public health. Its presence in the environment is naturally due to the geochemical background, i.e. the weathering of parent material and volcanic eruptions, but the main contamination sources are anthropogenic activities such as mining and metalworking industry. We describe a real-time PCR assay for the quantitative detection of arsB and ACR3(1) arsenite transporter gene families, two ubiquitous and key determinants of arsenic resistance in prokaryotes. The aioA gene encoding the large subunit of arsenite-oxidase was monitored in parallel. This study aimed to determine whether diversity, abundance and expression of these arsenite efflux pumps could serve as suitable biomarkers of metalloid stress and provide means to assess the impact of contamination on soil bacterial communities. The assay was applied in batch growth experiments using a wasteland soil bacterial community as an inoculum to investigate the effect of increasing arsenic concentrations on genes and transcripts abundances. To confirm previous results, further studies on the abundance and expression of arsB and ACR3(1) in indigenous soil bacterial communities exposed to different levels of arsenic over various time periods have helped to gain a better understanding of how these genes contribute to the adaptation of the communities to arsenic stress and their role in shaping the community structure and diversity. On the other hand, metal transporting PIB-type ATPases are critical components of bacterial resistance to cadmium, zinc and lead. We therefore designed degenerate PCR primers targeting PIB-type ATPases and tested their specificity on reference strains, metal-resistant soil isolates and soil metagenomic DNA

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Drozdova, Olga. "Minéralisation des colloïdes du sol par les bactéries hétérotrophes aérobies du sol". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30244.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans une approche résolument pluridisciplinaire, centrée sur l'étude biogéochimique des cycles d'éléments majeurs - éléments en trace dans les eaux contrôlées par l'activité des microorganismes (piégeage/rélargage par la biomasse ou dégradation de la matière organique dissoute et particulaire). Le caractère innovant de ?ette thèse réside dans l'étude, pour la première fois, de l'impact de l'activité microbienne (minéralisation aerobiques par les bactéries typiques des sols, Pseudomonas) sur les cycles biogéochimiques des éléments grâce à la mise en oeuvre en parallèle d'outils géochimiques, physicochimiques et microbiologiques. Cette étude simultanée des cycles biogéochimiques des éléments et des paramètres d'activité biologique nous permettra de prédire les réponses des systèmes naturels aux changements climatiques et aux interventions humaines (sous forme de pollution organique ou métallique). Les études de terrain ont été accompagnés par des étude plus detaillés en laboratoire des mécanismes réactionnels. Dans le cadre de ce travail, mes efforts ont été consacrés à l'étude physicochimique des processus via la modélisation expérimentale de la dégradation de la matière organique des extraits du sol. Et des recherches des relations quantitatives entre la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes Pseudomonas et les cycles des éléments associés
Multidisciplinary approach for the study of the biogeochemical cycles of the main elements in soils and waters controlled by the activity of microorganisms (by uptake/release of cells or in the process of degradation of dissolved organic matter) was used in the thesis. The innovation of this work is to study the effect of microbial activity (soil typical aerobic bacteria Pseudomonas) on the biogeochemical cycles of elements due to take place geochemical, physical, chemical and microbiological processes. The simultaneous study of the biogeochemical cycles of elements and parameters of biological activity will allow us to predict the response of natural systems to climate change and human-induced disturbance (organic or metallic contamination). Field studies were accompanied by detailed laboratory studies of the reaction mechanisms. The thesis considers to the study of physical and chemical processes using of experimental modeling of the degradation of organic matter in soil extracts and to the study of the quantitative relation between the degradation of organic matter by heterotrophic bacteria Pseudomonas and cycles elements

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Ragu-Charrier, Aurélie. "Lutte contre les bactéries multirésistantes". Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA114166.

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Abstract (sommario):

Soixante-douze % des infections nosocomiales sont d'origine bactérienne. Parmi cette catégorie, les bactéries multirésistantes jouent un rôle important. Devant la fréquence et la gravité de ces ipfections, il est apparu important d'organiser un programme spécifique de prévention et de lutte contre les bactéries multirésistantes. La mise en place de ce programme, au Centre Chirurgical Marie Lannelongue, ainsi que ses résultats au cours de l'année 2001 sont présentés et analysés.

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Falla-Angel, Jaïro. "Rôle des enveloppes bactériennes dans l'accumulation des métaux (Cd2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+)". Metz, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1990/Falla_Angel.Jairo_Alberto.SMZ9011.pdf.

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Abstract (sommario):

L'accumulation des métaux par les cellules bactériennes est un phénomène largement reconnu, dont les mécanismes sont relativement mal élucidés. Les enveloppes cellulaires, structures très complexes, frontières entre le milieu extra et intracellulaire, jouent obligatoirement un rôle fondamental dans cette accumulation. Elles représentent à la fois une zone de fixation et une barrière partielle à la pénétration des ions métalliques et leur capacité/comportement est relativement mal connu. L'analyse bibliographique concerne les métaux utilisés dans cette recherche: le cadmium, le nickel, le cuivre et le zinc; leurs différentes classifications, et en particulier celle proposée par Nieboer et Richardson, selon laquelle ces quatre métaux appartiennent à une classe intermédiaire. La biosorption des métaux par les bactéries est due: 1) à des phénomènes d'adsorption liés tout d'abord aux charges périphériques et aux groupements fonctionnels présents dans les enveloppes (type: phosphate, carboxyliques et thiols) ; 2) à des phénomènes d'absorption par lesquels la bactérie accumule les métaux intracellulairement par transport actif ou transport passif. Le modèle choisi pour représenter mathématiquement et graphiquement ces phénomènes a été le modèle de Scatchard. L'étude de la localisation des métaux accumulés par les cellules, soit en surface (et donc plus facilement extractibles), soit plus profondément dans la cellule (rendant moins évidente leur extraction) a été réalisée grâce à l'utilisation d'un complexant puissant, l'acide nitrilotriacétique

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Michel, Caroline. "Bioremédiation du chrome par les bactéries sulfato-réductrices". Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11043.

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Abstract (sommario):

La mise au point de procédés mettant en oeuvre des micro-organismes peut être un moyen efficace et écologique pour décontaminer de milieux pollués par des métaux lourds (bioremédiation). Les bactéries sulfato-réductrices (BSR) sont de bonnes candidates pour ce type d'applications : ces bactéries anaérobies peuvent réduire des métaux tels que le Cr (VI) en Cr(III) moins toxique et insoluble, ce qui permet de l'extraire d'un effluent ou de l'immobiliser dans un sol. La réduction des métaux par les BSR est chimique (via l'H2S produit par le métabolisme) et enzymatique (via des métalloprotéines). Le but de ce travail a été de caractériser la réduction enzymatique du Cr(VI) par les BSR à un niveau cellulaire et moléculaire. Une meilleure compréhension de ce processus est indispensable pour optimiser la capacité de bioremédiation des BSR dans des bioprocédés, et pour sélectionner des enzymes pour la conception des réacteurs à enzymes ou de biocapteurs. Nous avons comparé différentes souches de BSR pour la réduction enzymatique du Cr (VI), et sélectionné "Desulfomicrobium norvegicum". Cette souche peut croître en présence de 500 [mu]M Cr (VI), même si à cette concentration le chromate induit un stress (augmentation de la phase de latence, allongement des cellules,. . . ), et a ainsi été choisie pour des essais en bioréacteurs par la COGEMA et le BRGM. L'activité Cr(VI)-réductase a été comparée chez différents cytochromes c3 (cytochromes polyhémiques ayant des hèmes de potentiels redox négatifs) et chez des mutants obtenus par mutagénèse dirigée. Les résultats suggèrent le rôle d'un potentiel d'oxydo-réduction très électronégatif dans l'activité métal-réductase. Nos résultats ont montré pour la première fois une activité métal-réductase chez les hydrogénases ) [Fe] et à [Ni-Fer], partenaires physiologiques des cytochromes c3. L'interaction Cr(VI)/cytochrome c3 a été étudiée par RMN, RPE et électrochimie. Les résultats obtenus ont permis (i) de déterminer le site de fixation du Cr(VI) et la stoechiométrie de la réaction, et (ii) de proposer un modèle de transfert d'électrons entre le cytochrome et le Cr (VI). Ainsi, Cr(VI) se fixe sur des lysines situées près de l'hème IV du cytochrome, et reçoit les électrons nécessaires à sa réduction via l'hème IV grâce à un transfert intramoléculaire d'électrons des hèmes I et III vers l'hème IV.

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Biscéré, Tom. "Effets des métaux et des changements climatiques sur les coraux". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS382.

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Abstract (sommario):

Les récifs coralliens se sont largement dégradés au cours de ces dernières décennies sous l’influence des activités anthropiques. Parmi ces perturbations, l’augmentation des concentrations métalliques concerne de nombreux récifs à travers le monde (e.g. grande barrière australienne, Costa Rica, Mer Rouge, Nouvelle-Calédonie). A ces stress locaux vient s’ajouter le changement climatique, et plus particulièrement l’élévation des températures et l’acidification des océans, auxquelles les coraux doivent désormais faire face. Dans ce contexte particulier, les objectifs de cette thèse ont donc été (1) de déterminer l’effet sur la physiologie corallienne, des principaux métaux présents dans les sédiments latéritiques (fer, manganèse, nickel et cobalt), à des concentrations représentatives de celles mesurées sur le littoral calédonien, et (2) de définir leurs rôles potentiels dans ce contexte de changement climatique. Les résultats obtenus ont montré que les métaux ont des effets très différents sur le métabolisme corallien. Alors qu’à température ambiante un apport en nickel ou en manganèse stimule le métabolisme de l’hôte et la photosynthèse des symbiotes, à l’inverse, un enrichissement en cobalt inhibe la calcification et devient même toxique dès 1.0 μg L-1 pour les symbiotes et l’hôte. De même, malgré son importance dans les processus photosynthétiques, un apport en fer diminue la densité en Symbiodinium des tissus et inhibe la calcification. En période de stress thermique, le manganèse augmente la tolérance des coraux à cette hausse de température, probablement en stimulant leurs défenses antioxydantes, tandis que le nickel aggrave ces effets en diminuant encore davantage leur croissance. Ces travaux constituent une étape importante vers une meilleure compréhension de la réaction des coraux aux enrichissements métalliques et permettraient d’expliquer, dans une certaine mesure, la sensibilité des espèces coralliennes aux changements climatiques
Coral reefs have largely degraded in recent decades under the influence of human activities. Among those disturbances, the increase in metal concentrations affects many reefs worldwide (e.g. Australian Great Barrier Reef, Costa Rica, Red Sea, New Caledonia). Furthermore, reefs have now to face climate change, and more particularly temperature increase and ocean acidification. In this context, the aims of my thesis were to (1) determine the effects of the main metals present in lateritic sediments (iron, manganese, nickel and cobalt) on coral physiology using concentrations representative of those measured along the New Caledonian coastline, and to (2) define their potential roles in this context of climate change. My results showed that metals affect coral metabolism in different ways. While at ambient temperature, a nickel or manganese enrichment stimulates host metabolism and symbiont photosynthesis, conversely a cobalt enrichment inhibits calcification and becomes even toxic for the host and symbionts, from 1 μg L-1. Despite its importance in photosynthetic processes, an iron enrichment induces a decrease in Symbiodinium densities and an inhibition of calcification rates. Under thermal stress, manganese enhances coral tolerance to temperature increase, likely by stimulating their antioxidant defenses, while nickel worsens its effects by decreasing even more their growth. These works represent an important step towards a better understanding of coral responses to metal enrichment and would explain, to some extent, species susceptibility to climate change

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Shen, Cheng. "Nouveau systèmes polymères pour la dépollution de l'eau : rétention des métaux et des bactéries". Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13386.

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Abstract (sommario):

Le thème de "Purification de l'Eau" gagne en importance de par le monde avec la prise de conscience que l'eau est une ressource précieuse et épuisable. Cette thèse concerne la préparation et la caractérisation de monolithes fonctionnalisés. Ces dernières polymérisés dans un moule sont des matériaux poreux de corps unique qui ne présentent pas de vide interstitiel comme cela est le cas lorsque l'on utilise des billes poreuses. Des monolithes à base de polystyrène fonctionnalisés par des groupes amine et amide ont été obtenus et utilisés pour la rétention des métaux lourds et de certaines bactéries. Les tests montrent que les monolithes possèdent non seulement une prometteuse capacité de rétention des métaux et d'asorption de bactéries, mais encore une bonne recyclabilité.

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Bauvais, Cléa. "Diversité chimique et bactéries associées à Spongia officinalis, une éponge marine accumulatrice de métaux". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066087/document.

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Abstract (sommario):

L’accumulation des métaux toxiques dans l’environnement représente une forte menace environnementale et sanitaire. Les éponges marines, invertébrés sessiles qui filtrent activement l’eau de mer environnante, peuvent concentrer des composés toxiques comme les métaux lourds (Pérez et al., 2005) et être utilisés comme bioindicateurs de pollution métallique (Patel et al., 1985). Elles hébergent une biomasse bactérienne importante (Websterand Taylor, 2012), dont le rôle dans la séquestration de polluants environnementaux reste encore mal connu.Notre étude s’est portée sur les bactéries tolérantes aux métaux lourds (Cu2+, Pb2+, Ni2+ etZn2+) associées à l’éponge méditerranéenne Spongia officinalis (classe : Demospongia, ordre :Dictyoceratida, famille : Spongiidae) connue pour son accumulation de métaux toxiques(Pérez et al., 2005). Nous avons d’abord développé une étude de la communauté bactérienne associée à l’éponge S. officinalis récoltée dans un environnement pollué en métaux par la combinaison d’approches moléculaire (DGGE, CARD-FISH) et culturale. Afin de comprendre les mécanismes d’accumulation et/ou de résistance vis‐à‐vis des métaux d’une souche de Pseudovibrio sp. isolée de S. officinalis pour sa tolérance au cuivre nous avons développé des approches combinées de protéogénomique (électrophorèse bidimensionnelle,séquençage du génome) et de microscopie (microscopie électronique à balayage couplée à une analyse élémentaire EDX). Enfin, la diversité chimique associée à l’éponge S. officinalis,sa variabilité spatiale et temporelle ont ensuite été caractérisées par couplage d’analyse chromatographique et de spectrométrie de masse (LC-MS, LC-MS/MS)
The accumulation of toxic metals in the environment is a strong environmental and health threat. Marine sponges are sessile invertebrates that actively filter the surrounding seawater.They can concentrate toxic compounds such as heavy metals (Perez et al. 2005) and are used as bioindicators of metal pollution (Patel et al. 1985). They host an important bacterial biomass (Webster and Taylor 2011), whose role in the sequestration of environmental pollutants is still unclear.Our study focused on bacteria tolerant to heavy metals (Cu2+, Pb2+, Ni2+, Zn2+) associated with the Mediterranean sponge Spongia officinalis (class: Demospongia, order Dictyoceratida,family: Spongiidae) known for its accumulation of toxic metals (Perez et al. 2005). We first developed a study of bacterial community associated with the sponge S. officinalis harvested in a metal polluted environment by the combination of cultural and molecular approaches(DGGE, CARD-FISH). The mechanisms of accumulation and/or resistance to copper of a sponge isolated strain, Pseudovibrio sp. was investigated by combined approaches of proteogenomics (two-dimensional electrophoresis, sequencing of the genome) and microscopy (scanning electron microscopy coupled with elemental analysis EDX). A final approach was developed to characterize the chemical diversity associated with this sponge and spatial and temporal variability by coupling chromatographic analysis and mass spectrometry (LC-MS, LC-MS/MS)

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Le, Chevanton Myriam. "Interactions microalgues-bactéries en système expérimental bispécifique : effets sur la croissance de Dunaliella sp". Nantes, 2013. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=b967b204-5248-4e34-a25b-217885e0de8f.

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Abstract (sommario):

L’utilisation de cultures mixtes algues-bactéries a été suggérée pour améliorer les performances des cultures industrielles de microalgues. La présente étude s’attache à étudier l’impact de bactéries sélectionnées sur la croissance de la microalgue Dunaliella sp. A cette fin, 97 souches de bactéries ont été isolées à partir de cultures de microalgues marines. La diversité des souches fait apparaître des représentants des α -et γ-protéobactéries, Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides et gram-positives. Une approche en deux phases a ensuite été mise en oeuvre pour sélectionner des bactéries favorisant la croissance de Dunaliella sp. , à l’aide d’un dispositif original de crible à haut débit. Bien qu’une majorité de bactéries induise une réduction des performances de Dunaliella sp. , certaines conduisent à des améliorations sensibles. En batch limité par l’azote, la bactérie Alteromonas sp. Possède un effet promoteur sur la biomasse algale et le rendement d’azote. L’hypothèse d’une reminéralisation par la bactérie, de l’azote organique relargué par Dunaliella sp. Est émise pour expliquer ces meilleurs rendements. Au contraire, en culture continue, le comportement observé laisse supposer une compétition de la bactérie pour l’azote limitant. L’apparente contradiction entre les expériences peut être associée aux variations d’équilibre entre les deux populations et les nutriments disponibles. Ces résultats révèlent le potentiel des cultures mixtes pour améliorer les productions de Dunaliella sp. Ils soulignent également la complexité des phénomènes sous-jacents et la nécessité de travaux complémentaires avant d’envisager un transfert vers les productions industrielles
The use of algae-bacteria mixed culture has been suggested to improve performance of industrial microalgae culture. The present study aims to investigate impact of selected bacteria on Dunaliella sp. Growth. 97 bacteria strains were isolated from a variety of marine microalgae cultures. The diversity of strains revealed members of α-and γ-proteobacteria, Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides and grampositive. A two-phase approach was then implemented to select bacteria that improve Dunaliella sp. Growth, using an original high-throughput experimental device. Although a majority of bacteria induced performance reduction for Dunaliella sp. , some resulted in significant improvements. In nitrogenlimited batch culture, the Alteromonas sp. Bacteria demonstrated a promoting effect on algal biomass accumulation and nitrogen yield. We assumed that higher culture yields were related to remineralization by Alteromonas sp of organic nitrogen released by Dunaliella sp. Conversely, in continuous culture, results suggested competition of bacteria for the limiting nitrogen. The apparent conflicting resutls between experiments may be related to balance between microalgae and bacteria populations and remaining nutrients. These results point out the potential of mixed cultures to improve Dunaliella sp. Production. They also highlight complexity of underlying phenomena and the need for further work before considering application to industrial Dunaliella sp. Production

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Etienne, Mathieu. "Approches analytique et électrochimique du comportement en solution de silices mésoporeuses organiquement modifiées". Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10192.

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Courties, Alicia. "Les effets de la lumière sur le métabolisme du carbone des bactéries marines contenant la protéorhodopsine : cas d’étude en culture continue d’une Gammaprotéobactérie Photobacterium angustum S14". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066672.

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Abstract (sommario):

Depuis sa découverte, les études concernant la protéorhodopsine sont de plus en plus nombreuses. L’hypothèse qu’elle apporte des avantages dans des conditions pauvres en nutriments aux procaryotes contenant la protéorhodopsine par rapport aux hétérotrophes stricts a été explorée à plusieurs reprises et paraît être la plus probable. Dans ces travaux de thèse, nous contribuons à augmenter les connaissances son rôle dans l’efficacité d’utilisation du carbone organique disponible en utilisant une Gammaprotéobactérie contenant la protéorhodopsine en présence et en absence de lumière. La culture continue a été utilisée afin de s’approcher au mieux des conditions environnementales. Les rendements et la maintenance énergétique ont été déterminés en suivant le modèle de Pirt (1965) dans des conditions de pH acide ou sans stress par le pH. Ce travail a permis de montrer que la maintenance énergétique à l’obscurité était beaucoup plus élevée dans les conditions de stress. Cependant, lorsque la population bactérienne était exposée en cycle lumière-obscurité, l’énergie nécessaire à son maintien était significativement diminuée tout au long du cycle. Bien que le rendement soit plus important avec un pH plus optimal, l’exposition en cycle lumière-obscurité n’apportait pas les avantages observés dans les conditions de stress par le pH. Donc, il semblerait que la réponse à la lumière de P. Angustum S14 soit plus liée à la balance énergétique qu’à la concentration de substrat. Ces résultats innovants ont permis de soulever une hypothèse quant aux raisons pour lesquelles de nombreuses études n’ont pas vu d’effet positif de la lumière sur la croissance et le rendement des souches étudiées
Since its discovery more than 10 years ago, there are more and more studies about proteorhodopsin. This protein seems to be significant in marine ecology considering its large global distribution among many bacterial taxa; but its role remains controversial. Although light response from proteorhodopsin-containing prokaryotes (PCPs) seems to be strain-dependent, it has been hypothesized that the main function of proteorhodopsin was to provide an advantage to PCPs during starvation conditions. In this work, we investigated the increase knowledge about the role of proteorhodopsin regarding the organic carbon utilization efficiency measured in the proteorhodopsin-containing Gammaproteobacterium (Photobacterium angustum S14) in the light compared to the dark. Carbon-limited continuous cultures have been used to mimic environmental conditions. Yields and energetic maintenance were determined according to Pirt’s model (1965) with acid pH or without supplementary pH-stress. We observed highest energetic maintenance in the dark under pH stress condition. However, when light-dark cycles were used, the energy required for bacterial maintenance was significantly decreased during all the run and nearly in the range without pH stress. Taking together, it seems that the response of P. Angustum S14 to light is more linked to the energetic balance than substrate concentration. The innovative results indicate a possible reason why many studies did not observe positive effects on bacterial growth and yield. In addition, PCP sequencing was performed to confirm these conclusions at a more large taxa scale

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Jeanthon, Christian. "Bactéries hétérotrophes associées aux Alvinellidae inféodés aux sources hydrothermales profondes (13oN) : comportement vis-à-vis des métaux lourds". Brest, 1991. http://www.theses.fr/1991BRES2002.

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Abstract (sommario):

299 bacteries heterotrophes ont ete isolees sur des milieux additionnes de metaux. Ces bacteries, qui colonisent l'epiderme et le tube des alvinellidae preleves sur un site hydrothermal du 13#on (dorsale du pacifique oriental), ont ete identifiees comme membres des genres pseudomonas, alteromonas et vibrio. La determination de leur cmi a montre que 92,3% d'entre elles sont resistantes a au moins un des metaux testes et que 57% sont resistantes a plus d'un metal. La capacite de 40 d'entre elles a accumuler les metaux a ete demontree. Une fraction de ces bacteries (19,1%) contient un a cinq plasmides dont les tailles s'echelonnent de 4,6 a 156,9 kb. Les bacteries concernees presentent de fortes resistances pour les metaux testes, et en particulier pour l'arseniate. Elles sont de plus pour la plupart resistances a la penicilinne et au chloramphenicol. Le plasmide le plus frequemment rencontre (45,3 kb) determine la resistance a l'arsenite et a l'arseniate. Ces resistances sont inductibles par chacun de ces composes. La resistance a l'arsenic est egalement inductible chez les souches partiellement curees, ce qui suggere que les plasmides remanents ainsi qu'un ou des genes d'origine chromosomique seraient impliques dans ce mecanisme, l'ensemble des caracteristiques mises en evidence montre l'adaptation de ces micro-organismes a un environnement enrichi en matiere organique et contenant de fortes concentrations en metaux. Leur capacite a accumuler les metaux les rend susceptibles de contribuer au transfert de ces elements toxiques du milieu exterieur vers les cellules epidermiques des polychetes

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Simon-Deckers, Angélique. "Effets biologiques de nanoparticules manufacturées : influence de leurs caractéristiques". Paris, AgroParisTech, 2008. http://pastel.paristech.org/4918/01/Thèse_Angélique_SIMON-DECKERS.pdf.

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Abstract (sommario):

A l'aube du XXIème siècle, les nanosciences et nanotechnologies promettent des progrès remarquables dans de nombreux domaines, mais soulèvent aussi de nombreuses inquiétudes en particulier au sujet de leurs effets sur la santé humaine et l'environnement. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques de nanoparticules manufacturées : les oxydes de titane et les nanotubes de carbone. Pour cela les effets sur la viabilité cellulaire, la localisation cellulaire et la capacité à provoquer un stress oxydant, d’un panel de ces nanoparticules caractérisées de façon poussée ont été regardés in vitro sur deux modèles cellulaires : les cellules alvéolaires humaines A549 permettant de se placer dans un contexte d'exposition de l'homme par voie respiratoire et les bactéries Escherichia coli MG1655 et Cupriavidus metallidurans CH34 permettant de se placer dans un contexte de contamination environnementale. Il apparaît que les nanoparticules étudiées ne sont pas inertes pour ces différents modèles et que la nature et l’intensité des effets observés dépendent non seulement du modèle mais surtout des conditions d’exposition et des caractéristiques physicochimiques des nanoparticules qui pour certaines ont pu être identifiées comme prépondérantes.

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Limonet, Maxime. "Interactions entre peptides biocides et membranes bactériennes : influence des deux mésentérocines produites par Leuconostoc mesenteroides subsp : mesenteroides FR52 sur des souches cibles sensibles ou résistantes des genres Leuconostoc et Weissella". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL064N.

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Abstract (sommario):

Un modèle d'étude original a été établi afin d'étudier les phénomènes de résistance aux bactériocines de bactéries lactiques (petits peptides à activité antimicrobienne). Il comprend les deux mésentérocines produites par Leuconostoc mesenteroides subsp. Mesenteroides FR 52, quatre souches parentales (SP) issues des genres Leuconostoc ou Weissella, sensibles ou résistantes à ces peptides, et quatre résistants induits (RI) issus des trois souches parentales sensibles. L'étude du mode d'action de ces bactériocines a mis en évidence des phénomènes de synergie même vis-à-vis des souches uniquement sensibles à une seule bactériocine. Les deux mésentérocines induisent des modifications physiologiques chez les souches présentant une résistance naturelle ou induite, comme une augmentation de la teneur en acides gras rigidifiants et une plus grande résistance à certains antibiotiques. Aucune différence significative n'a été observée entre les SP et leur RI associé(s) dans les teneurs en acides gras membranaires. Les RI présentent des modifications pariétales dans leur morphologie cellulaire et leur sensibilité aux antibiotiques et au lyzozyme. Il n'a cependant pas été possible de conclure si ces différences étaient la cause ou les conséquences du phénotype de résistance.

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Neto, Manuelle. "Scénarios de gestion de boues de dragage de cours d'eau : rôle des bactéries dans la mobilité des polluants métalliques". Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0032/these.pdf.

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Abstract (sommario):

Dans le cadre de l'évaluation de l'écocompatibilité des sédiments, cette étude aide à la définition des modes de gestion des boues de dragage du Rhône (remise en suspension, régalage le long des berges). Dans ces boues les métaux sont principalement liés aux particules. Une comparaison d'une boue avant et après stérilisation par rayonnement gamma permet d'étudier le rôle des bactéries dans la mobilité des métaux. Il apparaît que la taille des agrégats est plus importante en présence des micro-organismes (boue biotique). La décantation des MES, prépondérante lors de la mise en suspension, est plus rapide dans le cas de la boue biotique. Durant l'infiltration, prépondérante lors du régalage, la percolation des MES est plus limitée dans le cas de la boue biotique, ceci du fait de la taille supérieure des agrégats. Cette étude met ainsi en évidence l'influence des micro-organismes, notamment des bactéries, sur la mobilité des métaux via leur rôle de ciment entre les particules
Within the framework of an environment ecocompatibility evaluation this study will contribute to the choice of sediment management (resuspension and levelling along the bank). In the dredging spoil, heavy metals are stained to particles. Comparison between discharge biotic and sterilized by gamma rays allows to study the role of bacteria in heavy metal mobility. With microorganisms, aggregates have higher size. Settling, predominant in the dredge by resuspension, showed in presence of bacteria, a rapidly settling of particles (with heavy metals associated). Seepage, predominant in the dredge by levelling the sediment along the bank, showed, in presence of microorganisms, less particles and associated metals go through the sand, due to the rapid settling of aggregates and their larger size with microorganisms. The main role of bacteria is played in aggregation, as cement between particles where metals are associated and consequently less heavy metals in the water column and in the eluate

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Battaglia-Brunet, Fabienne. "Microflore bactérienne des milieux riches en métaux et métalloïdes". Habilitation à diriger des recherches, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00628067.

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Abstract (sommario):

De nombreux métaux et métalloïdes sont indispensables au développement des sociétés humaines, qui ont exploité les gisements de divers éléments stratégiques depuis des siècles, voire des millénaires. Cependant, les êtres vivants dits " supérieurs " sont sensibles à la toxicité des métaux et métalloïdes : ces derniers peuvent causer des dommages importants à la santé des populations exposées, ainsi qu'à l'ensemble des écosystèmes contaminés. Les milieux riches en métaux et métalloïdes offrent cependant des niches écologiques favorables au développement de certains micro-organismes. La microflore de ces environnements est capable de résister à de fortes concentrations en métaux, et de nombreuses bactéries peuvent utiliser des métaux et des métalloïdes en tant que donneurs ou accepteurs d'électrons. Elles participent ainsi activement aux cycles biogéochimiques de ces éléments. Le présent mémoire est une synthèse des travaux réalisés par l'auteur entre 1990 et 2010 dans le domaine des biotechnologies et de la biogéochimie. Ces études ont été focalisées sur des processus bactériens de solubilisation ou d'immobilisation des métaux et/ou métalloïdes, en milieu neutre, modérément acide ou très acide. Les principaux sujets de recherche abordés ont été les suivants : * la biolixiviation acidophile des minerais sulfurés, et les interactions entre bactéries et fer dissous, * l'oxydation biologique de l'arsenic dans les environnements miniers, et l'application de ce phénomène dans le domaine du traitement des eaux, * l'utilisation de l'As(III) comme source d'énergie par des bactéries isolées, * les phénomènes de bio-réduction et bio-précipitation de métaux et métalloïdes, en particulier du chrome et de l'arsenic, en conditions de sulfato-réduction. Les différents travaux évoqués dans le présent mémoire ont porté soit sur la biogéochimie d'environnements pollués, soit sur la mise au point de procédés de bioremédiation. Le projet de recherche proposé pour les années à venir conservera cette dualité processus/procédés. Il sera focalisé sur les réactions qui modifient les formes des métaux et métalloïdes en présence de catalyseurs microbiens, et s'efforcera de quantifier le bénéfice potentiel tiré de ces réactions par les micro-organismes, en fonction des conditions physico-chimiques. Cette démarche permettra de cibler la recherche de niches écologiques où des métabolismes bactériens originaux, potentiellement exploitables en termes de procédés, pourraient être mis en évidence.

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental". Electronic Thesis or Diss., Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14535.

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Abstract (sommario):

Notre projet vise la conception d’un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode « Layer by Layer » . L’ étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés
Our works aim the study of an ultra-sensitive bacteria-based biosensor for the detection of heavy metals (environmental control). They include the development of impedimetric and of Love acoustic wave devices, both associated with a microfluidic chip and functionalized with Escherichia coli immobilized on a polyelectrolyte multilayer deposited by the method "Layer by Layer." The theoretical study of physico-chemical interactions and biological phenomena involved during the steps of functionalization of the sensor surface, and during its application to the detection of cadmium and mercury, is also addressed through the real-time monitoring by the acoustic sensor and by atomic force microscopy in air or liquid medium. Detection threshold better than10-12M within only a few minutes have been observed

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Eshghi, Malayeri Behrouz. "Décontamination des sols contenant des métaux lourds à l'aide de plantes et de microorganismes". Nancy 1, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1995_0353_ESHGHI_MALAYERI.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette recherche est focalisée sur la biodepollution des sols contaminés par des métaux lourds. On a sélectionné des champignons et des plantes susceptibles d'accumuler les métaux lourds et de diminuer leurs quantités dans les sols pollués. L'effet toxique des boues industrielles contenant des quantités élevées de métaux lourds sur la croissance des champignons et des plantes a été déterminé. Les champignons métallo-tolérants peuvent survivre dans un milieu contenant jusque 30 g/l de métaux lourds. Une souche d'ascomycètes (penicillium expansum) peut accumuler environ 90 fois de métaux lourds par rapport au champignon témoin. Cependant, la quantité des métaux lourds retenue par ces micro-organismes, par rapport à leurs quantités totales, est négligeable. Certaines plantes cultivées ou spontanées présentent une grande tolérance aux sols contenant des doses élevées de métaux lourds. Parmi ces derniers certaines espèces montrent une capacité d'accumulation jusque 11 fois celle de plantes témoins. Ces plantes peuvent réduire la pollution du sol. Ces résultats confirment la réduction de la teneur des agents nocifs dans le sol. Ceci représente une première étape de la biodepollution du sol et contribue à la protection de l'environnement.

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Jomini, Stéphane. "Effets des nanoparticules de dioxyde de titane sur les bactéries : de la cellule à la communauté". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0098/document.

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Abstract (sommario):

Les nanoparticules ont soit une origine naturelle soit une origine anthropique. De par l’évolution technologique, l’homme produit des quantités croissantes de nanoparticules susceptibles de se retrouver dans l’environnement. Afin de prévenir les risques inhérents à ces rejets, pour la santé humaine ou l’environnement, il est nécessaire de caractériser au mieux les effets potentiels des nanoparticules et d’identifier les mécanismes qui régissent leurs interactions avec les organismes exposés. Dans ce contexte, le premier objectif de ces travaux était de mettre en évidence les mécanismes gouvernant les interactions entre bactéries et nanoparticules et de documenter l'influence de ces interactions sur la toxicité et génotoxicité des NPs pour les bactéries. Le second objectif était de déterminer en quoi cette toxicité et cette génotoxicité pouvait impacter les organismes bactériens au niveau communautaire. Les résultats ont montré que les interactions électrostatiques attractives entre les bactéries et les TiO2-NPs conditionnaient l’adsorption des nanoparticules à la surface des bactéries et conduisaient à la détection d’une toxicité modulées par les électrolytes présents dans la solution. De plus, les déterminants biophysiques de l’interphase bactérienne, et particulièrement la longueur des LPS et le type de protéines affleurant à la surface de la membrane externe, sont des paramètres de premier ordre dans l'apparition d'un potentiel néfaste pour les microorganismes. En prenant en compte ces interactions, nous avons mis en évidence le potentiel mutagène des TiO2-NPs. Un effet toxique et génotoxique ayant été constaté, les communautés bactériennes ont ensuite été étudiées. Il a été mis en évidence que les TiO2-NPs modifiaient la composition, la structure et la prévalence des communautés bactériennes libres et fixées sous forme de biofilms précoces d’une communauté aquatique naturelle d’eau douce. Ces travaux mettent en évidence l’impact potentiel des TiO2-NPs sur les organismes bactériens dans un contexte d’évaluation des risques et indiquent que les nanoparticules pourraient impacter les communautés microbiennes et pourraient présenter un risque pour le bon fonctionnement de l’écosystème
Nanoparticles have either natural or anthropogenic origin. By technological change, man produces increasing amounts of nanoparticles likely to end in the environment. To prevent inherent risks to human health or environment from these releases, it is necessary to characterize the best potential effects of nanoparticles and to identify the mechanisms governing their interactions with exposed organisms. In this context, the first objective of this work was to highlight the mechanisms governing interactions between nanoparticles and bacteria and document the influence of these interactions on toxicity and genotoxicity of NPs for bacteria. The second objective was to determine how this toxicity and genotoxicity could impact bacteria at community level. Results showed that electrostatic attractive interaction between bacteria and TiO2-NPs conditioned adsorption of nanoparticles on bacterial surfaces and led to the detection of toxicity modulated by electrolytes in solution. In addition, the biophysical determinants of bacterial interphase, particularly the length of LPS and protein type flush with the outer membrane surface, are key parameters in adverse potential of NPs for microorganisms. Taking into account these interactions, we highlighted the mutagenic potential of TiO2-NPs. Toxic and genotoxic effect was found, leading to study the effects on bacterial communities. It has been demonstrated that TiO2-NPs altered the composition, structure and prevalence of planktonic and sessile communities of an aquatic natural freshwater. These studies highlight the potential impact of TiO2-NPs on bacteria in a risk assessment context and suggest that nanoparticles may impact microbial communities and could present a risk to the ecosystem functioning

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Caland, Fabrice. "Décomposition tensorielle de signaux luminescents émis par des biosenseurs bactériens pour l'identification de Systèmes Métaux-Bactéries". Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934507.

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Abstract (sommario):

La disponibilité et la persistance à l'échelle locale des métaux lourds pourraient être critiques notamment pour l'usage futur des zones agricoles ou urbaines, au droit desquelles de nombreux sites industriels se sont installés dans le passé. La gestion de ces situations environnementales complexes nécessitent le développement de nouvelles méthodes d'analyse peu invasives (capteurs environnementaux), comme celles utilisant des biosenseurs bactériens, afin d'identifier et d'évaluer directement l'effet biologique et la disponibilité chimique des métaux. Ainsi dans ce travail de thèse, nous avons cherché à identifier, à l'aide d'outils mathématiques de l'algèbre multi-linéaire, les réponses de senseurs bactériens fluorescents dans des conditions environnementales variées, qu'il s'agisse d'un stress engendré par la présence à forte dose d'un métal ou d'une carence nutritive engendrée par son absence. Cette identification est fondée sur l'analyse quantitative à l'échelle d'une population bactérienne de signaux multidimensionnels. Elle repose en particulier sur (i) l'acquisition de données spectrales (fluorescence) multivariées sur des suspensions de biosenseurs multicolores interagissant avec des métaux et sur (ii) le développement d'algorithme de décomposition tensoriels. Les méthodes proposées, développées et utilisées dans ce travail s'efforcent d'identifier " sans \textsl{a priori} " (\textsl{a minima}), la réponse fonctionnelle de biosenseurs sous différentes conditions environnementales, par des méthodes de décomposition de tenseurs sous \hyphenation{con-train-tes} des signaux spectraux observables. Elles tirent parti de la variabilité des réponses systémiques et permettent de déterminer les " sources " élémentaires identifiant le système et leur comportement en fonction des paramètres extérieurs. Elles sont inspirées des méthodes CP et PARALIND . L'avantage de ce type d'approche, par rapport aux approches classiques, est l'identification unique des réponses des biosenseurs sous de faibles contraintes. Le travail a consisté à développer des algorithmes efficaces de séparations de sources pour les signaux fluorescents émis par des senseurs bactériens, garantissant la séparabilité des sources fluorescentes et l'unicité de la décomposition. Le point original de la thèse est la prise en compte des contraintes liées à la physique des phénomènes analysés telles que (i) la parcimonie des coefficients de mélange ou la positivité des signaux "source", afin de réduire au maximum l'usage d'a priori ou (ii) la détermination non empirique de l'ordre de la décomposition (nombre de sources). Cette posture a permis aussi d'améliorer l'identification en optimisant les mesures physiques par l'utilisation de spectres synchrones ou en apportant une diversité suffisante aux plans d'expériences. L'usage des spectres synchrones s'est avéré déterminant à la fois pour améliorer la séparation des sources de fluorescence, mais aussi pour augmenter le rapport signal sur bruit des biosenseurs les plus faibles. Cette méthode d'analyse spectrale originale permet d'élargir fortement la gamme chromatique des biosenseurs fluorescents multicolores utilisables simultanément. Enfin, une nouvelle méthode d'estimation de la concentration de polluants métalliques présents dans un échantillon à partir de la réponse spectrale d'un mélange de biosenseurs non-spécifiques a été développée.

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Maestre, Philippe. "Métaux redox (cuivre, fer) et production de radicaux hydroxyles. Application à la cytotoxicité des quinones". Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30211.

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Abstract (sommario):

Hautement reactif, le radical hydroxyle est de plus en plus souvent considere comme la forme la plus pathogene de produits de reduction de l'oxygene moleculaire. Les radicaux hydroxyles sont produits par radiation ionisante, ou par la reduction catalysee par un metal redox du peroxyde d'hydrogene: le fe(ii) et le cu(i) jouent un role determinant in vivo. L'etude du role du cu(ii) sur la production de radicaux hydroxyl catalysee par le fe(ii) met en evidence un effet inhibiteur ph dependant pour un rapport cu(ii)/fe(ii) egal a un. Cet inhibiteur du cu(ii), retrouve quand le radical hydroxyle est genere a partir du complexe (fe-anthracycline), ouvre la voie a possible regulation de la cytotoxicite de ces agents anti-tumoraux

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Mouabad, Abdelfattah. "Toxicité comportementale et physiologique (filtration, respiration) des métaux lourds (Cu, Zn, Hg, Cd et Pb) chez la moule d'eau douce Dreissena polymorpha pallas : proposition d'un protocole d'essai pour l'évaluation de la toxicité par la réponse comportementale de Dreissena". Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Mouabad.Abdelfattah.SMZ918.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette étude traite de la toxicité comportementale et physiologique des métaux lourds (Zn, Cu, Hg, Cd et Pb) chez la moule d'eau douce Dreissena polymorpha. Une étude préliminaire sur la toxicité létale a montré que la Cl 50-96 H est de 0. 191 mg/L pour le Cu, 0. 420 mg/L pour le Hg et supérieure à 14 mg/L pour le Cd. Le Zn (jusqu'à 10 mg/ L) n'exerce pas d'effet létal en 96 H. L'étude des effets comportementaux lors d'expositions de 24 H montre que des concentrations sublétales en métaux provoquent de profondes modifications de l'activité de filtration. Alors qu'il est continu chez le témoin, le mode de filtration de l'animal exposé devient intermittent avec une augmentation des durées de fermeture valvaire. Les métaux peuvent être classés selon l'ordre de toxicité décroissante suivant : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. Considérant sa bonne sensibilité, la réponse comportementale de Dreissena comme critère pour l'évaluation de la toxicité. Un protocole d'essai est présenté ; ses limites de détection pour les métaux sont (en mg/L) : 0. 010 pour le Hg, 0. 015 pour le Cu, 0. 100 pour le Cd, 0. 200 pour le Zn et 0. 400 pour le Pb. Lors d'expositions de 48 H et 1 semaine, les effets des métaux sur le taux de filtration se manifestent par des réductions de celui-ci en fonction des concentrations. Ces effets ont lieu dans le même ordre de toxicité que pour le comportement. La consommation d'oxygène est augmentée par le Zn et réduite par le Cu et le Hg, le Cd et le Pb n'ayant pas d'effet significatif. Un essai d'intégration des effets physiologiques a été réalisé pour le Cd (de 0. 005 a 0. 045 mg/L) et le Cu (de 0. 004 a 0. 044 mg/L) lors d'une exposition de 4 semaines. Les résultats montrent que le Cd n'affecte pas le potentiel énergétique de croissance tandis que le Cu le réduit
The study deals with the effetcts of subletal concentrations of heavy metals (Cu, Zn, Hg, Cd, Pb) on the pumping behaviour and physiological functions (filtration rate, oxygen consumption) of the freshwater mussel Dreissena polymorpha. A preliminary study, carried out to screen the letal effects, showed that the LC 50-96 h is 0,191mg/l for Cu, 0,420 mg/l for Hg and above 14 mg/l for Cd. Zn has no letal effect in a 96 h exposure. In a 24h exposure, subletal concentrations of metals induce deep changes in the pumping activity of Dreissena. Pumping flow becomes intermittence and valve closure in enhanced. The effects are concentration dependent. Metals can be classified in a decreasing order of toxicity as following : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. In view of its good sensitivity, the behavioural response of Dreissena is proposed as a tool for the screening of toxicity in freshwaters. The detection limits set for metals are (in mg/l) : 0, 010 for Hg, 0,015 for Cu, 0,100 for Cd, 0,200 for Zn and 0,400 for Pb. In exposures of 48 h and 1 week, metals significantly reduce the filtration rate of Dreissena. Order of toxicity is the same as for behaviour. The oxygen consumption study showed that it is increased by Zn and reduced by Cu and Hg. No effect was obtained with Cd and Pb. Integration of the physiological effects was undertaken for Cd (0,005 to 0,045 mg/l) and Cu (0,004 to 0,044 mg/l) in a 4 weeks exposure. Results show that the Scope for Growth in not impaired by Cd whereas Cu reduces it. The usefulness of the studied physiological functions as criteria for the chronic toxicity testing is discussed

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Bullard, Julie. "Interactions de bactéries lactiques productrices d'exoploysaccharides et effets sur les propriétés rhéologiques du yogourt". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28748/28748.pdf.

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Gardin, Elise. "Etude des interactions bactéries-surfaces et des effets sur la passivation des aciers inoxydables". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEC009.

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Abstract (sommario):

Les aciers inoxydables doivent leur résistance à la corrosion à la formation d’une couche d’oxyde à leur surface, communément qualifiée de film passif, qui a une épaisseur de quelques nanomètres et se compose majoritairement d’oxydes et/ou d’hydroxydes de Fe(III) et de Cr(III). Cependant, dans des milieux agressifs, la stabilité de la couche d’oxyde peut être compromise, ce qui peut déclencher des phénomènes de corrosion (localisée ou généralisée). Par exemple, en présence de microorganismes, et plus particulièrement de bactéries, l’adhésion bactérienne et la formation d’un biofilm à la surface peut conduire à l’initiation et/ou à l’accélération des processus de corrosion : on parle alors de biocorrosion. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la couche d’oxyde formée à la surface de l’acier inoxydable duplex 2304 par un couplage de techniques fines d’analyse des surfaces (XPS et ToF-SIMS). Nous avons notamment mis en évidence des différences concernant la composition chimique de la surface sur chacune des phases de l’alliage duplex. Dans un second temps, nous avons caractérisé la surface de l’alliage duplex au cours de l’adhésion de bactéries marines aérobies Pseudoalteromonas NCIMB 2021 en milieu marin par un couplage de techniques de caractérisation microscopiques (microscopie à épifluorescence, MEB et AFM), de techniques fines d’analyse des surfaces (XPS et ToF-SIMS) et de techniques électrochimiques (suivi du potentiel à l’abandon, courbes de polarisation anodiques et cathodiques). Nous avons notamment montré que la formation du biofilm s’accompagne de modifications de la couche d’oxyde
Stainless steels have a high corrosion resistance thanks to the formation of an oxide layer at their surface, commonly referred to as the passive film, which is a few nanometers thick and composed mainly of Fe(III) and Cr(III) oxides and/or hydroxides. However, in aggressive environments, the stability of the oxide layer can be compromised, which can initiate corrosion phenomena (localized or general). For example, in presence of microorganisms, and more particularly of bacteria, bacterial adhesion and biofilm formation at the surface can lead to the initiation and/or the acceleration of corrosion processes: this is referred to as biocorrosion. In this work, we first characterized the oxide layer formed at the surface of 2304 duplex stainless steel by a coupling of fine surface analysis techniques (XPS and ToF-SIMS). We showed differences in the chemical composition of the surface on each phase of the duplex alloy. We then characterized the surface of the duplex alloy during the adhesion of marine aerobic bacteria Pseudoalteromonas NCIMB 2021 in marine medium by a coupling of microscopic characterization techniques (epifluorescence microscopy, SEM and AFM), fine surface analysis techniques (XPS and ToF-SIMS) and electrochemical techniques (open circuit potential monitoring, anodic and cathodic polarization curves). In particular, we showed that biofilm formation is accompanied by modifications of the oxide layer

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985827.

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Abstract (sommario):

Notre projet vise la conception d'un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode " Layer by Layer " . L' étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés.

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Rinskopf, Nathalie. "Etude ab initio des effets de corrélation et des effets relativistes dans les halogénures diatomiques de métaux de transition". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2007. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210678.

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Abstract (sommario):

Ce travail est une contribution ab initio à la caractérisation d'halogénures diatomiques de métaux de transition. Nous avons choisi de caractériser la structure électronique des chlorures de métaux de transition du groupe Vb (NbCl et TaCl) et du fluorure de nickel car une série de spectres les concernant ont été enregistrés mais aucune donnée théorique fiable n'était disponible dans la littérature.

Pour étudier ces molécules, nous avons appliqué une procédure de calcul à deux étapes qui permet de tenir compte des effets de corrélation électronique et des effets relativistes. Dans la première étape, nous avons réalisé des calculs CASSCF/ICMRCI+Q de grande taille qui tiennent compte de l'énergie de corrélation et introduisent des effets relativistes scalaires. Dans la deuxième étape, le couplage spin-orbite est traité par la "state interacting method" implémentée dans le logiciel MOLPRO. Nous avons développé des stratégies de calcul basées sur ces méthodes de calcul et adaptées aux différentes molécules ciblées. Ainsi, pour les molécules NbCl et TaCl, nous avons utilisé des pseudopotentiels relativistes scalaires et spin-orbite, tandis que pour la molécule NiF, nous avons réalisé des calculs tous électrons.

Nous avons d'abord testé la stratégie de calcul sur les cations Nb+ et Ta+. Ensuite, nous avons calculé pour la première fois les structures électroniques relativiste scalaire et spin-orbite des molécules NbCl (de 0 à 17000 cm-1) et TaCl (de 0 à 23000 cm-1). A l'aide de ces données théoriques, nous avons interprété les spectres expérimentaux en collaboration avec Bernath et al. Nous avons proposé plusieurs attributions de transitions électroniques en accord avec l'expérience mais nos résultats théoriques ne nous ont pas permis de les attribuer toutes. Néanmoins, nous avons mis en évidence une série d'autres transitions électroniques probables qui pourraient, à l'avenir, servir à l'interprétation de nouveaux spectres mieux résolus.

Outre son intérêt expérimental, cette étude a permis de comparer les structures électroniques des molécules isovalencielles VCl, NbCl et TaCl, mettant en évidence des différences importantes.

L'élaboration d'une nouvelle stratégie de calcul pour décrire les systèmes contenant l'atome de nickel représentait un véritable défi en raison de la complexité des effets de corrélation électronique. Notre stratégie de calcul a consisté à introduire ces effets en veillant à réduire au maximum la taille des calculs qui devenait considérable.

Nous l'avons testée sur l'atome Ni et appliquée ensuite au calcul des structures électroniques relativiste scalaire et spin-orbite de la molécule NiF entre 0 à 2500 cm-1. Nous avons obtenus des résultats qui corroborent l'expérience.

Doctorat en Sciences
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Kamecki-Duriez, Luce. "Développement d'un nouveau test de détection par fluorimétrie des bactéries sulfato-réductrices du genre Desulfovibrio : évaluation en laboratoire des moyens de lutte chimique contre l'activité de ces bactéries en biocorrosion". Compiègne, 1989. http://www.theses.fr/1989COMPD184.

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Abstract (sommario):

La corrosion des métaux est un important problème économique pour l'industrie pétrolière et peut engendrer de nombreux dommages dans les lignes d'injection, les installations de traitement et de stockage. Par leur activité hydrogénase (dépolarisation cathodique) et sulfite-réductase (production de sulfures), les bactéries sulfato-réductrices (B. S. R. ) interviennent dans les mécanismes de biocorrosion anaérobie des métaux. Une nouvelle méthode de détection de ces bactéries est proposée, elle est spécifique, directe, rapide et sensible. La technique développée à pour principe le dosage d'une enzyme spécifique des B. S. R. Du genre Desulfovibrio (80%), genre représentatif de la famille bactérienne. La désulfoviridine est détectée, en milieu alcalin, par l'émission de fluorescence de son groupement prosthétique. Une relation est obtenue entre l'intensité de fluorescence à 610 nm pour une excitation à 384 nm et la concentration en enzyme. Appliquée à cinq cultures d'espèces différentes de Desulfovibrio, la fluorimétrie a un seuil de détection de 5. 10 3 à 10 4 B. S. R. /ml, sans interférence majeure avec d'autres composés d'origine biologique. En quelques minutes, 10 4 B. S. R. /ml sont détectées dans des eaux de production pétrolière. Après une détection rapide, les B. S. R. Doivent être éliminées. Cinq biocides ont été évalués sur des cultures de Desulfovibrio, l'emploi du glutaraldéhyde à 250 ppm, associé à un dispersant semble le meilleur traitement aux proliférations de B. S. R.

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Bertholle, Fabien. "Milli-fluidique digitale pour la microbiologie". Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066368.

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Abstract (sommario):

L'utilisation des antibiotiques est un procédé curatif très courant (parfois trop), utilisé contre les infections microbiennes. La désinfection d'agents pathogènes est précédée d'études portant sur l'action des antibiotiques à l'égard des bactéries. Les micro-organismes possèdent naturellement une résistance à un sous dosage en antibiotique. Il existe une concentration minimale en antibiotique, relative à chaque espèce microbienne, à partir de laquelle il est possible d'inhiber les organismes. Cette concentration seuil est appelée la Concentration Minimale Inhibitrice (CMI), c'est un critère essentiel à la détermination de la posologie d'un antibiotique. En ce qui concerne la détermination de la CMI d'un antibiotique sur un organisme, les méthodes de mesures se révèlent fastidieuses à mettre en place, et possèdent une faible résolution. Ces méthodes ont très peu évolué depuis leur création, seules des machineries automatisées ont pu faciliter les manipulations. L'utilisation de ces outils révèle que la CMI d'un antibiotique sur un organisme, dépend de la densité initiale de la population bactérienne. Mais surtout que cette dépendance n'est pas linéaire. Au cours de ma thèse, nous avons développé un procédé expérimental permettant de mesurer la CMI d'un antibiotique. Le dispositif est fondé sur l'utilisation de la milli-fluidique pour concevoir des gouttes d'émulsion, qui sont les échantillons de mesures gérés de manière automatisée. L'utilisation de cette méthodologie a été réservée à la conception d'un gradient de concentration en antibiotique. Chaque échantillon, d'un train d'un millier de gouttes, contenant une quantité en antibiotique différente de sa voisine. Ce procédé donne la faculté de simplifier l'échantillonnage par rapport aux méthodes usuelles. Il permet de contrôler de manière précise l'environnement direct des cellules, et également d'identifier chaque échantillon. Donnant ainsi la capacité d'observer la dynamique de croissance dans les gouttes, et l'influence des paramètres environnementaux. La machine ainsi utilisée a permis d'affirmer et de compléter les informations de dépendance non linéaire entre la CMI et la densité initiale de cellules pour un couple antibiotique/bactérie.

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Schaefer, Sébastien. "Effets du dopage d'adsorbants nanoporeux par des métaux ou des semi-métaux nanodispersés sur leurs performances en stockage d'hydrogène par sorption". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0123/document.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, des matériaux microporeux carbonés et décorés par des nanoparticules métalliques ont été synthétisés afin d’étudier l’effet de la décoration par les nanoparticules métalliques sur leurs propriétés d’adsorption d’hydrogène. L’utilisation de saccharose, de tannins de mimosa ou encore de paille de riz était en parfaite cohérence avec une démarche de respect de l’environnement et de développement durable. Le saccharose ainsi que les tannins permettent, via un prétraitement hydrothermal, d’obtenir des hydrochars qui sont ensuite activés par voie chimique ou physique. Ces synthèses ont donné accès, en fonction de paramètres de synthèse, à des matériaux à la porosité contrôlée dont les propriétés d’adsorption d’hydrogène à température ambiante ont ensuite été évaluées. En outre, l’intérêt majeur de cette thèse était de proposer un couplage entre les propriétés d’adsorption d’hydrogène, des basses pressions jusqu’à des pressions relativement élevées, et les propriétés texturales modélisées à l’aide d’outils théoriques, tels que la DFT, appliquée au fluide inhomogènes (Density Functionnal Theory). L’utilisation de dioxyde de carbone supercritique, de synthèses hydrothermales et des différents précurseurs a permis d’obtenir des matériaux dopés au nickel, au silicium ou à l’azote sans utilisation de solvant organiques préjudiciables pour la santé. Finalement, la décorrélation des différentes contributions de d’adsorption a permis de détecter et de quantifier les fractions d’hydrogène adsorbées et engagées dans divers processus tels que la physisorption, la chimisorption, le spillover et de détecter les phénomènes physisorption polarisée
In this PhD work, microporous carbonaceous materials decorated with metallic nanoparticles were developed in order to study the effect of nanodispersed metals on hydrogen sorption properties. Bio-sourced precursors such as sucrose, mimosa tannins or even rice straw have been used in order to promote eco-friendly, sustainable and innovating ways of synthesis. The use of hydrothermal pretreatment on tannins or sucrose allowed obtaining hydrochars that have been chemically or physically activated. Depending on synthesis parameters, these syntheses allowed to produce materials with controlled porosity. Then, the hydrogen adsorption properties of these materials were evaluated at ambient temperature as well as their textural properties. The main interest of this work was to propose a coupling between hydrogen sorption properties, from low to high pressure, and the textural properties. The textural properties were modelized using theoretical tools such as the DFT (Density Functionnal Theory). The use the different precursors and of decoration steps using supercritical carbon dioxide or hydrothermal synthesis, during which ones metallic or nitrogen containing precursors were used, allowed to obtain nickel, nitrogen or silicon doped materials without using harmful organic solvents. Finally, the decorrelation of the different adsorption contributions gave the possibility to detect and quantify the hydrogen fractions engaged in different processes such as physisorption, chemisorption and spillover. Polarized or enhanced physisorption was also detected using the same methods

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Valette, Stéphane. "Effets thermiques dus à l'interaction laser-matière dans les métaux en régime femtoseconde". Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004642.

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Abstract (sommario):

L'objet de ce travail de these est l'etude des effets thermiques dus a l'interaction laser-matiere dans le cas de materiaux metalliques irradies avec des impulsions femtosecondes. Deux approches sont developpees. La premiere utilise un traitement numerique a deux dimensions du Modele a Deux Temperatures (MDT). Apres definition d'une Zone Affectee Thermiquement (ZAT) sur la base d'arguments de physique des materiaux, l'etendue de celle-ci est estimee par simulation numerique dans la direction perpendiculaire au faisceau laser. La deuxieme approche est de type experimentale. Les techniques de microscopie electronique en transmission et a balayage sont utilisées pour mesurer l'evolution des microstructures en bordure de la zone irradiee. Les regimes femtoseconde et nanoseconde sont compares dans l'ensemble des resultats de ce travail.

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Syakti, Agung Dhamar. "Biotransformation des hydrocarbures pétroliers et effets sur les acides gras phospholipidiques de bactéries hydrocarbonoclastes marines". Aix-Marseille 3, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX30017.

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Abstract (sommario):

Le but de cette étude est d'évaluer l'effet qu'exercent les hydrocarbures pétroliers sur les communautés bactériennes sédimentaires marines et de mettre en évidence la validité de l'utilisation des acides gras phospholipidiques (AGPL) comme biomarqueurs en écologie microbienne. La démarche adoptée à consisté à analyser : (1) la biotransformation d'hydrocarbures dans des cultures pures, sur des microcosmes ainsi qu'au niveau d'expérimentations m situ. (2) la composition en AGPL. Nous avons pu mettre en évidence que les communautés microbiennes sédimentaires réagissent et modifient leur composition en AGPL en réponse à une contamination artificielle par des hydrocarbures. L'analyse des AGPL s'est montrée efficace pour mettre en évidence les modifications lipidiques globales au sein des sédiments qui sont la résultante de l'effet des hydrocarbures sur les membranes bactériennes et des modifications structurelles des communautés
Some petroleum hydrocarbons such as n-eicosane, phenanthrene, and a crude oil (BAL 250) were used as model organic contaminants to study the effects of petroleum hydrocarbons on marine sedimentary bacterial compartment. The focus of this study is on the fate of the contaminants, microbial growth, phospholipid ester-linked fatty acid quantification and also their modification as a response to hydrocarbons contamination. Laboratory (in vitro) and fields (in situ) experiments were conducted to obtain information on the effect of petroleum hydrocarbons on the phospholipidic composition of sedimentary marine bacteria. A particular interest was also given to laboratory microcosms. We conclude that microbial communities modify their structure resulting from an artificial contamination by petroleum hydrocarbons. These modifications are related to a high biotransformation activity when contaminant was applied, and are followed by an increase in microbial biomass of hydrocarbonoclastic and non-hydrocarbonoclastic bacteria

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Sales-Duval, Muriel. "Effets des interdépendances nutritionnelles entre bactéries protéolytiques sur l'efficacité de la protéolyse dans le rumen". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL137N.

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Abstract (sommario):

La nutrition et la physiologie des ruminants sont étroitement liées au résultat des interactions entre les bactéries du rumen. En effet, la composition des régimes alimentaires affecte directement la dégradation des protéines contenues dans la ration, conséquemment à une modification de la flore dominante du contenu ruminal. La fourniture de 2 rations à base de pois a 4 brebis a montré une augmentation de 30% de l'activité protéolytique totale dans le rumen avec le régime conduisant a la plus faible teneur an ammoniac. Cet accroissement est du a une augmentation des activités exopeptidasiques libérées dans la phase liquide ainsi qu'à une diversification de la composition en endopeptidases dans la phase particulaire. In vitro, des doses croissantes de métabolites azotes issus du catabolisme des protéines (ammoniac et acides amines AA) ont montré des effets distincts sur l'activité protéolytique de 3 souches de bactéries du rumen cultivées avec de la caséine : S. Bovis JB1, P. Albensis et B. Fibrisolvens 3701. L’activité protéolytique totale de S. Bovis et de P. Albensis est inhibée tandis qu'elle est stimulée chez B. Fibrisolvens. La distribution et la composition en endopeptidases de l'activité protéolytique totale entre les fractions fixée aux cellules libérée dans le milieu sont également affectées, de manière distincte selon la forme azotée exogène et l'espèce considérée. Dans une étude in vitro des interactions entre les 3 souches cultivées deux par deux sur caséine, les effets sur l'activité protéolytique par rapport aux monocultures ont pu être mis en relation essentiellement avec la proportion des petits peptides résiduels ainsi qu'avec la concentration en AA libres, dont l'accumulation dans le milieu découle d'une activation des exopeptidases. Enfin, le remplacement de la caséine par des protéines de pois a montré que l'utilisation de cette source protéique, moins dégradable, favorise les coopérations bactériennes quelle que soit la coculture considérée.

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Chardin, Bruno. "Bioremédiation du chrome et de l'arsenic par les bactéries sulfato-réductrices : effets sur le métabolisme". Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11057.

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Abstract (sommario):

La bioremédiation est une solution alternative aux techniques existantes pour la décontamination d'effluents pollués par les métaux lourds. Les bactéries sulfato-réductrices réduisent de nombreux métaux lourds et modifient leurs propriétés physico-chimiques, facilitant leur élimination. Nous avons comparé par microcalorimétrie isotherme la tolérance de deux BSR, "Desulfovibrio vulgaris" Hildenborough et "Desulfomicrobium norvegicum", vis à vis du chrome et de l'arsenic. Un découpage entre production d'énergie et croissance de deux souches a été mis en évidence en présence de Cr (VI), ainsi qu'une accélération de la croissance de "De. Norvegicum" en présence de faibles concentrations de As (V). "De. Norvegicum" apparaît plus tolérante à Cr(VI) que DvH. Les états d'oxydation des métaux ont été suivis par HPLC - ICMS. Par sa tolérance et sa précipitation de Cr (VI) et As(V), "De. Norvegicum" apparaît comme très intéressante pour la décontamination biologique d'effluents pollués par les métaux lourds.

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Lemarchand, Sophie. "Réduction de la teneur en acide phytique du son de blé : effets des bactéries lactiques". Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1175.

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Abstract (sommario):

L'acide phytique est un chélatant naturel qui diminue la disponibilité des minéraux de la ration alimentaire. Il est présent dans le son de blé à une teneur de l'ordre de 3% (w/w). Ce travail de thèse a pour objectif de diminuer la teneur en acide phytique du son de blé par des cultures de bactéries lactiques. Les résultats obtenus, avec différents levains lactiques industriels, montrent des réductions de l'ordre de 96,2 °l® de la teneur en acide phique sur des réacteurs munis d'un système de recirculation de la phase liquide, avec une inoculation de bactéries lactiques sélectionnées, un ajustement initial du pH à 5,1 à l'acide lactique, pendant 16 heures à 30°C. La culture lactique limite la prolifération des flores bactérienne et fongique naturelles, et permet d'obtenir un produit à saveur et arômes typiquement lactiques.

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Galperine, Tatiana Katérina. "Les infections à aeromonas : étude retrospective à partir de 71 souches diagnostiquées au CHU de Bordeaux entre 1996 et 1999". Bordeaux 2, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR23082.

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Gelabert, Alexandre. "Caractérisation physico-chimique des interactions métaux-diatomées". Toulouse 3, 2005. http://thesesups.ups-tlse.fr/2165/.

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Abstract (sommario):

Cette étude expérimentale a consisté en la caractérisation de l'interaction entre les métaux et les parois cellulaire des diatomées. Une approche combinant des mesures spectroscopiques, IR et XPS, avec des titrages acido-basiques et des déterminations de mobilité électrophorétiques, ont permis l'élaboration d'un modèle thermodynamique de surface des diatomées. La complexation des cations métalliques, Zn2+, Cd2+, et Pb2+ sur les parois cellulaires a été déterminée par des expériences d'adsorption en fonction du pH et de la concentration en métal et a permis de développer un modèle de complexation surfacique. Il indique que i) le frustule siliceux intervient très peu dans les processus d'adsorption ii) la complexation des métaux s'effectue principalement sur les groupes carboxyliques de la surface en accord avec les mesures XAFS effectuées pour l'adsorption du zinc. Des mesures d'isotopie du zinc ont mis en évidence un fractionnement induit par les diatomées
The aim of this experimental study was to characterize the interactions between metals and diatom cell walls. Spectroscopic measurements, FT-IR and XPS, in combination with titrations and electrokinetic experiments allowed the construction of a surface thermodynamic model for diatoms. Complexation between metal cations Zn2+, Cd2+, Pb2+ and diatom cell walls were investigated by adsorption experiments as a function of pH and a surface complexation model was developed. It indicates i) that siliceous frustule plays a minor rule during adsorption process and ii) metal complexation is governed by carboxylic groups from the surface in agreement with XAFS determination for zinc adsorption. Isotopic measurements for zinc indicate an isotopic fractionation induced by diatom cells

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Aries, Eric. "Effets des hydrocarbures pétroliers sur la composition lipidique de bactéries sédimentaires marines et de sédiments marins". Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30025.

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Abstract (sommario):

Peu d'informations existent au sujet de l'effet qu'exercent les hydrocarbures pétroliers sur le compartiment sédimentaire marin. La méthodologie généralement utilisée pour caractériser la structure des communautés bactériennes sédimentaires consiste à analyser qualitativement et quantitativement les acides gras liés à des composés polaires (AGCP) sédimentaires marins. Cette méthodologie a été employée pour (i) étudier in vitro l'efet d'hydrocarbures pétroliers sur les compositions en acides gras phospholipidiques (AGPL) de communautés bactériennes hydrocarbonoclastes et (ii) étudier in situ les compositions en AGPL d'un sédiment marin du Golfe de Fos (France) artificiellement contaminé par des hydrocarbures pétroliers. L'approche in vitro montre que les bactéries hydrocarbonoclastes modifient leurs compositions en AGPL lorsqu'elles utilisent les hydrocarbures pétroliers comme source de carbone, comparativement à une culture sur acétate d'ammonium. Ceci se traduit par l'apparition en quantités significatives d'acides gras (i) ramifiés en positions 10-, 11-,12- et 13-, (ii) d'acides gras monoinsaturés à 15, 17 et 19 atomes de carbone et (iii) d'acides gras monoinsaturés et ramifiés à 17 et 19 atomes de carbone. Ces résultats ont permis d'identifier quelques marqueurs potentiels d'activité hydrocarbonoclaste et de proposer un indice qui pourrait être utilisé in situ pour suivre la restauration de sites contaminés par les hydrocarbures. L'approche in situ réalisée par une contamination artificielle (Anse de carteau, France) montre qu'un apport massif d'hydrocarbures pétroliers au niveau sédimentaire induit une augmentation de 40% de la biomasse bactérienne viable après trois mois d'expérimentation. Toutefois, aucune modification notable des profils en AGCP n'a pu être mise en évidence. De la même façon, les distributions en AGCP de sites fortement et faiblement contaminés par les hydrocarbures sont quasiment similaires. Ces résultats conduisent à relativiser la réelle contribution des bactéries hydrocarbonoelastes aux bactéries hétérotrophes. La non-modification des profils d'AGCP et l'augmentation de la biomasse viable suggère que les hydrocarbures pétroliers pourraient favoriser principalement le développement de bactéries hétérotrophes non-hydrocarbonoclastes
Few informations exists on the effects of petroleum hydrocarbons on the marine sedimentary bacterial compartment. The methodology widely used to assess the structure of sedimentary bacteria communities and to estimate bacterial biomass consists in the qualitative and quantitative analysis of fatty acids linked to polar compounds (PCFA) from marine sediments. This methodology was employed to (i) study in vitro effects of petroleum hydrocarbons on the phospholipid ester-linked fatty acids (PLFA) compositions of hydrocarbon-degrading bacterial and (ii) study PCFA compositions of marine sediment (Gulf of Fos, France) artificially contamined by a crude oil but also those of marine sediments either non-contamined by petroleum hydrocarbons. In vitro approach showed that hydrocarbon-degrading bacteria modified their PLFA compositions when using petroleum hydrocarbons as sole carbon source, in comparison with cultures on ammonium acetate. Petroleum hydrocarbons induced the appearance of signific and levels of (i) branched fatty acids in positions 10-, 11, - 12- and 13-, (ii) odd-numbered monounsatured fatty acid with 15, 17 and 19 carbon atoms and (iii) odd-numbered branched and monounsatured fatty acids with 17 and 19 carbons atoms. Those results led to identify several potential markers of hydrocarbonoclastic bacterial activity and to define an index which might be used in situ to follow the restauration of sediments contaminated by hydrocarbons

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Abouchacra, Georges. "Contribution à l'étude des effets d'implantation de métaux nobles (Au, Ag, Cu) dans MgO". Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10055.

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Abstract (sommario):

Formation de precipites d'or dans le systeme mgo/au, et de precipites d'argent dans le systeme mgo/ag. Presence de defauts ponctuels du type f,f**(+),f::(2),f::(n),v. . . Dus a l'irradiation. Disparition de ces defauts apres traitement thermique a 700**(o)c. Developpement, en fonction de la temperature et du temps de recuit, de precipites metalliques d'or, d'argent et de cuivre inclus dans mgo, de structure cfc. Pour les temperatures de recuit superieures a 100**(o)c, apparition de deux alliages binaires dans le systeme mgo/au : au::(3)mg a structure hexagonale et au::(o,8)mg::(0,2) a structure quadratique. Apparition de cu::(2)o dans le systeme mgo/cu a partir de 700**(o)c. Coexistence de ces phases mixtes avec les colloides metalliques. Aucune phase mixte dans le systeme mgo/ag

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