Prélèvement, stockage intracellulaire et dégradation des hydrocarbures polycycliques aromatiques par un champignon tellurique : Fusarium solani
Authors: Verdin Anthony , Lounès-Hadj Sahraoui Anissa , Newsam Ray , Robinson Gary , Durand Roger 
Published: June 2015

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are of great environmental concern due to their mutagenic and carcinogenic properties. Their persistence in ecosystems is due to their low water solubility which results in their binding to particulates in soils, sediments and atmosphere. Bioremediation represents the major route for the ecological recovery of PAHs contaminated sites. The aim of this work was to investigate the uptake and storage of benzo[a]pyrene by a non white-rot fungus, Fusarium solani, and to characterize, by cytological methods, the intracellular fluorescent vesicles observed when growing the fungus on synthetic medium in presence of benzo[a]pyrene. We have demonstrated that PAHs uptake into fungal hyphae was a passive phenomenon. Indeed, benzo[a]pyrène uptake and storage in Fusarium solani was not prevented at 4°C or in the presence of cytochrome oxidase inhibitor (sodium azide). The use of two cytoskeleton modulating drugs (colchicine or cytochalasin) suggested that microtubules and actine filaments were not involved in PAHs transport. Ultrastructural study showed that PAHs incorporation was not associated with specific structures. The use of Sudan III and Rhodamine B stainings showed that PAHs were accumulated in pre-existing structures corresponding to lipid vesicles. We found that Fusarium solani, was able to store into lipid vesicles and degrade efficiently a large scale of PAHs. The degradation rates were about 84, 70, 58, 34 and 40% for anthracene, pyrene, benzo[a]pyrene, benzo[ghi]perylene and coronene respectively. We also showed that the PAHs intracellular storage was not restricted to the Deuteromycotina fungus Fusarium solani, but could be generalized to numerous other fungi, even poor degraders, belonging to different genera.

Les hydrocarbures polycycliques aromatiques (HPA), composés extrêmement nocifs pour l'homme et son environnement en raison des pouvoirs toxiques, mutagènes et cancérogènes reconnus pour plusieurs d'entre eux, constituent une classe de polluants particulièrement répandus dans le sol. Parmi les méthodes de réhabilitation des sols contaminés par les HPA, la bioremédiation se révèle être une des techniques les plus économiques et les plus écologiques. Isolé au laboratoire de Mycologie/Phytopathologie/Environnement de l'Université du Littoral-Côte d'Opale, à partir d'un sol artificiellement contaminé, Fusarium solani, un champignon imparfait ou Deutéromycète, est capable de dégrader efficacement une large gamme d'HPA de 2 à 7 cycles. Les taux de dégradation sont respectivement de 84, 70, 58, 34 et 40 % pour l'anthracène, le pyrène, le benzo[a]pyrène, le benzo[ghi]pérylène et le coronène. Quand Fusarium solani est cultivé sur un milieu synthétique contenant un des HPA comme substrat, des vésicules fluorescentes sont observées à l'intérieur des hyphes indiquant le prélèvement et le stockage des HPA (ou l'un de leurs métabolites) par ce champignon. Dans cette étude, nous avons démontré que ce phénomène de prélèvement et d'accumulation est passif. En effet, aucune modification n'est décelée lorsque Fusarium solani est cultive à 4°C ou en présence d'un inhibiteur de la cytochrome oxidase (l'acide de sodium). L'emploi d'inhibiteurs du cytosquelette (colchicine et cytochalasine) suggère la non implication des filaments d'actine et des microtubules dans ce transport. Des observations au microscope électronique ne montrent aucune structure intervenant spécifiquement dans l'accumulation des HPA chez Fusarium solani. En effet, grâce à l'utilisation de deux colorants : le Soudan III et la rhodamine B, nous avons démontré que les HPA s'accumulent dans des vésicules lipidiques préexistantes. D'autre part, nous avons montré que ce phénomène de prélèvement et de stockage des HPA dans les vésicules lipidiques est commun à l'ensemble des souches fongiques quelle que soit leur position taxonomique et indépendamment des taux de dégradation qu'elles présentent.