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Thématiques et activités du laboratoire Biomarqueurs

Face à la contamination chimique des écosystèmes aquatiques, et dans le contexte du changement global, les communautés microbiennes périphytiques jouent un rôle de plus en plus important dans la description et la compréhension du lien entre l'exposition aux polluants et leurs impacts sur les écosystèmes aquatiques. Ces communautés microbiennes sont utilisées en raison de leur diversité, qui inclut tous les règnes biologiques, ainsi que de leur rôle essentiel dans les fonctions de l'écosystème, telles que les cycles biogéochimiques et la biosurveillance, et les services associés. Malgré les avancées dans la compréhension des mécanismes d'acclimatation, d'adaptation et de résilience des communautés face au stress chimique, grâce aux expériences en laboratoire, il reste un défi majeur, celui de mieux comprendre comment les facteurs de stress environnementaux interagissent et influencent la réponse de ces communautés. Afin de pallier les limites de représentativité des approches en laboratoire, il est ainsi envisageable de les compléter avec des études in situ qui prennent en compte la complexité du monde réel en intégrant de nombreux facteurs naturels, en plus du stress toxique chimique d’origine anthropique. Ceci permet de mieux comprendre la réponse des communautés et de proposer par la suite des solutions de surveillance et d'atténuation plus adaptées dans la gestion environnementale. De plus, il est important de développer des descripteurs qui considèrent l'ensemble des communautés microbiennes plutôt que de se limiter à des composantes spécifiques. Cela fournit en effet une image plus complète des écosystèmes et de leurs réponses aux facteurs de stress environnementaux.

C’est dans ce contexte et selon de tels objectifs que les travaux menés au sein du laboratoire biomarqueurs de l’UR EABX visent à proposer de nouveaux descripteurs d’exposition, d’effets et d’impacts biologiques et écologiques. Ces biomarqueurs améliorent l’appréhension spécifique et précoce des réponses aux différents types de stress, par rapport aux descripteurs globaux classiques (croissance, respiration, photosynthèse). Les approches et méthodologies développées ici reposent notamment sur la métabolomique non-ciblée (via la spectrométrie de masse haute résolution à temps de vol), ainsi que la lipidomique (spectrométrie de masse en tandem au moyen de triple quadripôles), à partir d’extraits de communautés biologiques. Ces deux approches « omics » permettent d’aborder de manière innovante des mécanismes physiologiques au sein des organismes, puis d’accéder aux modifications du fonctionnement des organismes suite à un stress. En effet, l'exposition à un stress toxique altère la réponse moléculaire du biote, et certains paramètres environnementaux tels que la température, la lumière ou les nutriments modulent les réponses mesurées. 

Par ailleurs, nos recherches en écotoxicologie bénéficient de l'expertise antérieure forte en matière de développement d’outils d’échantillonnage passif. Ces techniques permettent de mettre en relation exposition in situ et effets biologiques observés sur les organismes aquatiques (végétaux, poissons, crevettes). L'utilisation des échantillonneurs intégratifs passifs améliore la résolution spatio-temporelle des mesures de contamination, dans le cadre de la surveillance DCE ou le suivi de tendances.

Enfin, les capacités et compétences analytiques du laboratoire permettent la mesure des paramètres majeurs et nutriments, dans le but de caractériser le niveau trophique, en lien avec les producteurs primaires en eaux douces.

La description fine de l'exposition in situ ou en laboratoire (i.e. microcosmes) soutient les travaux en écologie et écotoxicologie de l’équipe ECOVEA et de l’unité de recherche EABX. Dans l’ensemble, ces approches nous permettent de mieux appréhender la toxicocinétique et la toxicodynamique des contaminants au sein des communautés microbiennes, menant ainsi vers une meilleure compréhension du lien entre exposition et impact écologique.

Équipement du laboratoire des biomarqueurs

 Analyses physico-chimiques, dosage du carbone organique et des nutriments

• Titreur pH et TAC easy plus (Mettler Toledo)
• Système de chromatographie ionique Compact 881 avec passeur d'échantillons/dilution automatisée 858 et détecteur conductimétrique (Metrohm)
• COT-mètre TOC-V_WP (Shimadzu) équipé d'une oxydation au persulfate
• Spectrophotomètre UV-visible 1800 (Shimadzu)
• Analyseur élémentaire Flash Smart N/C soil (Thermo)

Analyses bio-organiques

• Lecteurs microplaques, multiskan (Thermofisher) et Synergy HT (Bioteck)

Dosage des pesticides organiques et analyses non ciblées des metabolites

• Chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse en tandem TSQ Quantum GC - GC-MS/MS (Thermo)
• Chromatographie liquide haute performance UltiMate 3000 (Thermo) couplée à un spectromètre de masse en tandem API 2000 (AB Sciex)
• Chromatographie Liquide Ultra Performance ACQUITY H-Class (Waters) couplée à spectromètre de masse à temps de vol Xevo G2-S ToF (Waters)

Étuves et balances

• Étuves (Memmert ) et four à moufle (Nabertherm)
• Micro balance SARTORIUS MSA36P-000-DH
• Balance de précision MS 204S (Mettler)
• Balance PB 1501 (Mettler)

 Préparations d'échantillons

• Hottes aspirantes
• Paillasses
• Rampes de minéralisation (dosage phosphore total)
• Centrifugeuse ST16 (Thermo)
• Station eau MQ Neptune (France Eau) et Millipore
• Tamiseuse AS200 (Retsch)
• Lyophilisateur Alpha 1/2-4 (CHRIST)
• Évaporateur rotatif GENEVAC EZ2
• Incubateur HiSorb Agitator (Markes) 
• Centrifugeuse réfrigérée (eppendorf)
• Homogénéisateur à billes Fastprep

Hygiène & Sécurité et équipements divers

• Armoire stockage acides, bases et solvants à charbon actif CAPTAIR
• Douches et rince œil
• Réfrigérateurs de sécurité stockage produits chimiques et échantillons
• Congélateurs de sécurité stockage produits chimiques, solutions étalons (-20 et -80°C)
• Eau déminéralisée (purification par cartouche de résine), nombreux points d’arrivée dans les différentes pièces.
• Générateur d'azote (AirFlux)
• Compresseur d'air (AirFlux)
• Local extérieur pour bouteilles de gaz : Azote, Argon et Hélium 6.0
• Local extérieur pour stockages solvants, acides, bases
• Local extérieur pour stockage déchets avant recyclage
• Etuve haute température pour décontamination de la verrerie