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Mécanismes de prise en charge et toxicité du cadmium en présence de thiosulfate chez une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii.

Boily, Frédéric (2004). Mécanismes de prise en charge et toxicité du cadmium en présence de thiosulfate chez une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 150 p.

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Résumé

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Le Modèle du Ligand Biotique (BLM) explique généralement la prise en charge, la bioaccumulation et la toxicité des métaux chez les organismes aquatiques. Selon ce modèle, la complexation d'un métal par un ligand devrait provoquer un décroissement des phénomènes mentionnés, comme par exemple la prise en charge du métal. Cependant, certains complexes hydrophiles (MLn ±) semblent déroger à cette prédiction. Ces cas d'exception au BLM impliquent souvent des ligands qui sont eux-mêmes assimilables, comme le thiosulfate. Si le thiosulfate se comportait comme un ligand simple, la biodisponibilité du cadmium en sa présence devrait suivre le BLM, c’est-à-dire que l’on devrait pouvoir prédire la bioaccumulation et la toxicité du cadmium comme fonction unique de la concentration de Cd2+ libre dans le milieu d’exposition, peu importe que le thiosulfate soit présent ou non. Pour vérifier cette prédiction, nous avons utilisé une algue verte unicellulaire, Chlamydomonas reinhardtii, comme organisme cible et un radio-isotope du cadmium (109Cd) comme traceur. Dans un premier temps, nous avons exposé cette algue verte à une concentration fixe de Cd2+ (2,75 nM) en présence (1 mM) et en absence de thiosulfate pendant de courtes périodes de temps (< 1 h) et nous avons suivi l'accumulation du cadmium intracellulaire. Les résultats de cette expérience ont montré que l'algue accumule de 1,5 à 2 fois plus de cadmium en présence de thiosulfate qu’en son absence, selon que le sulfate est présent (81 μM) ou absent (0 μM) du milieu, et ce même si la concentration de Cd2+ libre était identique dans les trois milieux. À la lumière de ces résultats, nous avons émis l’hypothèse que le complexe CdS2O3 puisse entrer dans la cellule algale via un transporteur membranaire de sulfate et de thiosulfate (présent chez toutes les algues vertes) et ainsi offrir une deuxième voie possible pour la prise en charge du cadmium (l’autre voie étant le transporteur cationique). Pour vérifier cette hypothèse, nous avons fait varier la concentration de sulfate entre 0 et 400 μM pour observer son effet sur la prise en charge du cadmium. Les résultats ont montré que la concentration de sulfate dans le milieu d'exposition a un effet inhibiteur sur la prise en charge du cadmium, mais seulement lorsque le thiosulfate est présent. Des expériences menées sur une période de 72 h ont confirmé que la prise en charge du cadmium par C. reinhardtii était plus élevée en présence du thiosulfate qu’en son absence, et ce pour des concentrations en Cd2+ équivalentes dans les milieux avec ou sans thiosulfate. Paradoxalement, selon ces mêmes expériences avec plusieurs concentrations différentes de Cd2+ libre, la toxicité du cadmium pour une concentration donnée de Cd2+ est atténuée dans les milieux contenant du thiosulfate, même si la concentration intracellulaire de cadmium dans les cellules (après 72 h) est plus élevée dans ces conditions (présence de thiosulfate). Cet effet protecteur du thiosulfate pourrait être expliquée en partie par la persistance du complexe CdS2O3 dans le milieu intracellulaire, ce qui limiterait la biodisponibilité interne du Cd accumulé.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Co-directeurs de mémoire/thèse: Fortin, Claude
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: cadmium; thiosulfate; algue verte; Chlamydomonas reinhardtii
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 nov. 2012 16:08
Dernière modification: 11 nov. 2015 16:54
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/376

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