Identifier les mécanismes de formation de la toxine méthyl-mercure dans les océans

Mardi, 24 novembre 2015

Dans le cadre d’une collaboration avec des chercheurs du laboratoire Littoral, environnement et sociétés (LIENSs, CNRS / Université de La Rochelle), une équipe de chercheurs du laboratoire Géosciences environnement Toulouse (GET/OMP, CNRS / UPS / IRD / CNES) vient de mettre au point une technique originale d’analyse isotopique à l’échelle moléculaire qui leur a permis de déterminer pour la première fois la signature isotopique du carbone dans la molécule de méthyl-mercure. Ils ont ainsi pu tracer la source de matière organique à l’origine de la formation de cette neurotoxine dans les océans. Ces travaux représentent une avancée significative qui permettra de mieux comprendre les mécanismes de formation de cette neurotoxine.

La toxicité du mercure (Hg) dépend de la forme chimique sous laquelle il se trouve et le méthyle-mercure (CH3Hg) en est une forme hautement toxique. Or, le méthyle-mercure est assimilable par les organismes au sein desquels il s’accumule. Ainsi, le long de la chaine trophique océanique, les teneurs en méthyle-mercure d’un organisme sont-elles d’autant plus élevées que celui-ci est plus proche du bout de la chaîne (les grands prédateurs). Chez les humains, une ingestion prolongée de ce composé peut conduire à des troubles neurologiques chez l’enfant et chez l’adulte.

Le méthyl-mercure est produit essentiellement à partir du mercure inorganique (iHg), suivant un processus naturel appelé méthylation qui est une des composantes du cycle biogéochimique du mercure. Ce processus est encore mal caractérisé : en particulier, les chercheurs ne savent pas s’il implique ou non des mécanismes biologiques, ni quelle est sa dynamique dans chacun des grands bassins océaniques. Or, bien connaître les mécanismes de formation du méthyl-mercure produit dans les océans est aujourd’hui primordial pour comprendre comment la régulation au niveau mondial des émissions anthropiques de mercure liées à la combustion de matières fossiles (Convention internationale de Minamata sur le mercure (www.mercuryconvention.org) influencera les niveaux de contamination en méthyl-mercure des grands prédateurs pélagiques (thons, espadons…).
Dans ce contexte, le développement de nouvelles approches analytiques centrées sur l’analyse des signatures isotopiques des atomes présents dans la molécule de méthyl-mercure représente une nouvelle voie de recherche prometteuse.

Ayant mis au point une méthode d’extraction physico-chimique puis de purification du méthyl-mercure contenu dans des échantillons biologiques, des chercheurs du GET ont pu récemment caractériser la signature isotopique de l’atome de mercure dans le méthyl-mercure.
En collaboration avec des chercheurs du LIENSs, ils ont depuis lors apporté un nouveau développement à cette méthode, lequel repose sur l’halogénation puis l’analyse, à l’aide d’un couplage "chromatographie gazeuse - combustion - spectromètre de masse IRMS", du méthyl-mercure préalablement extrait et purifié.

Cette technique originale leur a permis d’estimer la signature isotopique de l’atome de carbone du méthyle-mercure contenu dans un échantillon composite de thon provenant de la mer Adriatique. Cette signature suggère que la matière organique phytoplanctonique produite récemment joue un rôle clé dans la production de méthyl-mercure dans les écosystèmes pélagiques de l’océan ouvert.

Ces travaux qui ont permis aux chercheurs de tracer la source de matière organique à l’origine de la formation du méthyl-mercure constituent une avancée significative qui permettra de mieux comprendre le couplage entre les cycles de la matière organique et le cycle du mercure qui est à l’origine de la formation du méthyl-mercure.

Ces travaux ont bénéficié du financement de la Mission interdisciplinarité du CNRS "Projet 2D ORGANOMETAL" (Instrumentation aux Limites, Coord. D. Point), ainsi que des crédits de l’Observatoire Midi Pyrénées.

Source(s): 

Carbon stable isotope analysis of methylmercury toxin in biological materials by gas chromatography isotope ratio mass spectrometry. Jérémy Masbou, David Point, Gaël Guillou, Jeroen E. Sonke, Benoit Lebreton, Pierre Richard. Analytical Chemistry. October 29th 2015. DOI: 10.1021/acs.analchem.5b02918

Contact(s):
  • David Point, GET/OMP
    david [dot] point [at] get [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 26 29
  • Jérémy Masbou
    jeremy [dot] masbou [at] get [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 26 72

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