Caractérisation des communautés microbiennes associées à la colonisation et à la dégradation des plastiques en mer (Plastic-Micro)

Coordinateur du projet : GHIGLIONE Jean-François

Le devenir des déchets en mer est une préoccupation environnementale de premier ordre qui fait aujourd’hui partie de la définition du ‘bon état écologique’ de la Directive Cadre Sur le Milieu Marin (DCSMM). On estime que ces déchets sont composés à 70-80% de plastiques en milieu marin. Les plastiques subissent une lente dégradation physique (action mécanique, UV) pour atteindre l’état de « micro-plastiques », dont la durée de vie peut atteindre plusieurs siècles selon le type de plastique considéré. La dégradation biologique des microplastiques est également lente et essentiellement réalisée par les bactéries hétérotrophes. Différentes bactéries ont été isolées pour leur capacité de dégradation de différentes classes de plastiques, mais ces études reposent sur l’analyse de bactéries cultivables en condition de laboratoire, qui ne représentent que moins de 1% de la diversité totale des bactéries dans le milieu naturel. D’autres travaux utilisant des outils récents de pyroséquençage à haut débit se sont intéressés à la diversité des bactéries qui colonisent les plastiques, sans pouvoir déterminer leur capacité à dégrader des plastiques.

Dans le projet PlasticMicro, nous proposons de caractériser les communautés procaryotes associées à la colonisation et à la dégradation de trois classes de plastiques les plus retrouvées en mer, i.e. le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP). L’étude de cette diversité fonctionnelle sera rendue possible par un outil innovant reposant sur le couplage entre le DNA-stable isotope probing (DNA-SIP) et le pyroséquençage haut débit, en utilisant des isotopes stables des trois classes de plastiques. Cette approche originale que nous avons déjà utilisée pour d’autres polluants n’a jamais été utilisée à notre connaissance pour les plastiques.

Ces travaux permettront de mieux comprendre l’écologie microbienne associée à la colonisation de la « plastisphère » et de découvrir la diversité des bactéries capables de dégrader différentes classes de plastiques en mer.

Ce projet aborde deux aspects associés à la biodégradation des plastiques, i.e. la formation et la caractérisation de biofilms bactériens lors de la colonisation de la surface des plastiques en mer et la diversité des procaryotes (bactéries et archées) marins capables de dégrader les plastiques. Les résultats du projet produiront de nouvelles connaissances scientifiques qui pourront alimenter à la fois les recherches sur la biodégradation des plastiques, mais aussi les biotechnologies associées à l’énorme marché de la production de plastiques dits « biodégradables».