Presentation FROGs 2012 - Maxime Bridoux

Diversité moléculaire et distribution environnementale des polyamines à longues chaines (PALC): rôle dans les grands cycles biogéochimiques et la reconstitution paléo-océanographique.

Maxime Bridoux

School of Oceanography, University of Washington, Seattle, USA

Résumé :
Les diatomées sont des microalgues unicellulaires enveloppées dans un exosquelette de silice amorphe (frustule). Ces organismes sont des producteurs primaires océaniques majeurs et exportent d’énormes quantités de carbone organique et de silice biogénique des eaux de surface vers les sédiments marins, où leur squelette minéral est ubiquitaire.
Il existe plusieurs milliers d’espèces de diatomées et chacune produit une architecture de silice unique synthétisée via un procédé génétiquement contrôlé impliquant la précipitation de la silice dissoute, catalysée par une matrice organique constituée notamment de protéines et de polyamines aliphatiques à longues chaines (PALCs). Les composés organiques impliqués sont ensuite intimement associés à la silice des frustules et ne sont solubilisés qu’après dissolution totale de la silice dans l’acide fluorhydrique (HF).
Du fait de leur implication dans le processus de biominéralisation des diatomées, les PALCs ont un rôle biogéochimique central, établissant un lien direct entre le cycle du carbone et celui de la silice dans la zone photique. En outre, de par la spécificité de leur source et leur bonne résistance à la dégradation dans les sédiments, ces fossiles moléculaires représentent potentiellement d’excellents biomarqueurs. Notre objectif principal est d’utiliser ces biomarqueurs au sein des archives sédimentaires afin d’améliorer notre compréhension des feedbacks entre les diatomées, les cycles biogéochimiques et le climat.
Nous présenterons dans un premier temps nos résultats détaillant la caractérisation moléculaire des PALCs (par spectrométrie de masse à haute résolution de type Orbitrap, RMN 1H, RMN 13C, FTIR et SEM-EDXA) extraites de cultures monospécifiques pures, d’échantillons marins, de sédiments et nous discuterons du rôle de ces composés dans les grands cycles biogéochimiques. Nous exploiterons finalement le message isotopique (δ14C et δ 15N) de ces biomarqueurs et proposerons l’application de ce nouvel outil à la reconstitution paléo-océanographique. Cette nouvelle classe de biomarqueurs offre un substrat très intéressant pour la reconstitution paléo-environnementale à partir des archives sédimentaires.