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Paris, 6 mai 2008

L'iodure accumulé dans les grandes algues brunes influence le climat côtier

Une étude internationale(1) à laquelle a participé Philippe Potin, chercheur au laboratoire végétaux marins et biomolécules (CNRS/Université Paris 6), a révélé par l'utilisation de rayonnements synchrotron la forme chimique de l'iodure, utilisé par les grandes algues brunes laminaires pour stocker l'iode(2). Une fois libéré, en cas de stress, l'iodure, un simple ion chargé négativement, agit comme un agent anti-oxydant(3) (le premier agent inorganique connu dans les organismes vivants) protégeant l'algue de dommages cellulaires. Cet élément, oxydé sous forme d'iode moléculaire gazeux participerait à la formation des nuages et influencerait le climat côtier. Ces travaux éclairent les mécanismes de défense au stress des algues et sont publiés sur le site de la revue Proceedings of the National Academy of Science of the USA (PNAS).

L’iode découvert deux siècles auparavant par un chimiste français, B. Courtois, dans les laminaires est un élément essentiel à l’homme, contribuant par exemple au bon fonctionnement de notre thyroïde. Ces algues sont connues comme étant les accumulateurs d’iode les plus performants sur terre et ont longtemps constitué l’unique source de cet antiseptique largement utilisé. Pourtant, jusqu’à présent, la forme chimique et le rôle biologique de l’iode dans les algues restaient une énigme.

Quand les laminaires sont stressées, c'est-à-dire qu’elles génèrent des radicaux-libres à partir de l’oxygène, elles relâchent rapidement de grandes quantités d’iode dans l’atmosphère. C’est ce qui arrive par exemple en cas d’émersion, lors des grandes marées basses lorsqu’elles sont exposées à la déshydratation, à un fort ensoleillement et à l’ozone atmosphérique. L’iodure - dont la forme chimique a été identifiée ici - détoxifie l’ozone et d’autres formes d’oxydants à l’extérieur des cellules, protégeant ainsi l’algue des dommages cellulaires. Ces réactions contribuent à la formation d’iode moléculaire gazeux libéré dans l’air, produisant des noyaux de condensation de molécules d’eau et conduisant à la formation de nuages.

Dans un autre contexte, les laminaires libèrent de l’iodure dans l’eau de mer suite au stress oxydant qui accompagne leurs réponses de défense contre des attaques par des pathogènes comme les bactéries, les virus ou les champignons.

Ces mécanismes originaux impliqués dans la protection des laminaires contre le stress jouent donc un rôle essentiel dans le cycle bio-géochimique de l’iode sur Terre et dans la destruction de l’ozone dans la basse atmosphère. Un élément positif pour notre environnement puisque l’ozone est fortement nocif pour la santé humaine.

Algues brunes 1

© Pi Nyvall CNRS 2008 (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Photo 1 - Un champ de laminaires (l'espèce Laminaria digitata) émergé à marée basse dans les environs de Roscoff. Ces algues libèrent de l'iodure, consomment l'ozone et forment de l'iode moléculaire gazeux qui, à la lumière forme avec l'ozone des particules microscopiques. Celles-ci condensent des molécules d'eau et conduisent à la formation de nuages.




Algues brunes 2

© Pi Nyvall CNRS 2008 (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Photo 2 – laminaires émergées à marée basse dans les environs de Roscoff.



Notes :

1) Cette étude interdisciplinaire, rassemble des contributions du CNRS, du Royaume-Uni, des Pays-Bas, d'Allemagne, de Suisse, des USA et de l'EMBL (European Molecular Biology Laboratory).
2) Un consortium français rassemblé par Philippe Potin dans le cadre du programme inter-organismes de Toxicologie Nucléaire Environnementale (CNRS-CEA-INSERM-INRA) avait déjà révélé en février dernier la localisation de ce stock d'iodure dans les tissus et les cellules de la laminaire par des méthodes de microscopie ionique et de micro-sonde nucléaire. L'iodure est stocké à l'extérieur de la cellule, dans la paroi cellulaire, qui contient les enzymes et les macromolécules impliquées dans les mécanismes d'accumulation et de libération d'iode.
3) Les agents anti-oxydants agissent contre les radicaux-libres générés à partir de l'oxygène et qui participent au vieillissement des cellules.

Références :

Frithjof C. Küpper, Lucy J. Carpenter, Gordon B. McFiggans, Carl J. Palmer, Tim J. Waite, Eva-Maria Boneberg, Sonja Woitsch, Markus Weiller, Rafael Abela, Daniel Grolimund, Philippe Potin, Alison Butler, George W. Luther III, Peter M. H. Kroneck, Wolfram Meyer-Klaucke, and Martin C. Feiters Iodide accumulation provides kelp with an inorganic antioxidant impacting atmospheric chemistry PNAS published May 5, 2008, 10.1073/pnas.0709959105 (Environmental Sciences-Social Sciences)

Verhaeghe E, Fraysse A, Guerquin-Kern J-L, Wu, T-D, Devès G, Mioskowski C, Leblanc C, Ortega R, Ambroise, Y, Potin P (2008). Micro-chemical imaging of iodine distribution in the brown alga Laminaria digitata suggests a new mechanism for its accumulation. J. Biol Inorg. Chem., 13: 257-69

Contacts :

Chercheur
Philippe Potin
T 02 98 29 23 75
potin@sb-roscoff.fr

Presse
Laetitia Louis
T 01 44 96 51 37
laetitia.louis@cnrs-dir.fr


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