| Summary: | Arsenic contamination of groundwater sources is a major issue worldwide. Over 100 million people are estimated to be exposed to toxic levels of arsenic. Effective methods of detection are thus greatly needed as preventive measures. Recently, arsenic-detecting bacterial biosensors have been developed to replace the chemical detection methods. Issues with stability and specificity however, have limited their use in the field. There is thus a pressing need for a better method of detection. In an effort to develop a fungal biosensor for arsenic, we first identified seven putative arsenic metabolism and transport genes in Aspergillus niger, a widely-used industrial organism that is generally regarded as safe (GRAS status granted by the U.S. Food and Drug Administration). Among the genes tested for expression in response to arsenate, a putative plasma membrane arsenite efflux pump acrA, displayed an over 200-fold increase in gene expression in response to arsenate. We characterized the function of this A. niger protein in arsenic efflux by gene knockout and confirmed that AcrA was located at the cell membrane using an eGFP fusion construct. Based on our observations, we developed a putative biosensor strain containing a construct of the native promoter of acrA fused with egfp. We analyzed the fluorescence of this biosensor strain in the presence of arsenic using confocal microscopy and spectrofluorimetry. The biosensor strain reliably detected both arsenite and arsenate in the range of 1.8-180 μg/L, which encompass the threshold concentrations for drinking water set by the World Health Organization (10 and 50 μg/L). === La contamination de la nappe phréatique par l'arsenic est un problème récurrent à travers le monde, car plus de 100 millions de personnes sont exposés à des niveaux d'arsenic jugés toxiques. Ainsi, des méthodes de détection efficaces sont nécessaires pour assurer une meilleure prévention. Récemment, plusieurs biocapteurs bactériens pour la détection de l'arsenic ont été développés pour remplacer les dosages chimiques. Cependant, des problèmes de stabilité et de spécificité ont limité leur usage. Afin de développer un biocapteur fongique pour la détection de l'arsenic, nous avons choisi Aspergillus niger, un organisme bien connu pour ses applications industrielles, et ayant l'avantage d'être classifié comme non pathogène, ou G.R.A.S. (Generally Regarded As Safe permis par U.S. Food and Drug Administration). Premièrement, nous avons identifié sept gènes hypothétiquement impliqués dans le métabolisme et le transport de l'arsenic chez A. niger. L'étude de l'expression de ces gènes en présence d'arséniate a révélé que le gène codant pour la pompe hypothétique AcrA est surexprimé d'un facteur 200 après une exposition à l'arséniate. Nous avons ensuite réalisé l'étude de la fonction de la protéine AcrA dans le pompage de l'arsenic, puis la confirmation de sa localisation au niveau de la membrane plasmique. Pour ce faire, nous avons réalisé la délétion du gène acrA, puis nous avons introduit dans la même souche une fusion du promoteur de acrA avec egfp, codant pour la protéine fluorescente eGFP. Après avoir confirmé fonction et localisation, nous avons construit et validé un biocapteur, en transformant une souche d'A. niger avec le promoteur du gène acrA fusionné avec l'ORF du gène egfp. Enfin, nous avons quantifié la fluorescence émise par le biocapteur en présence de l'arsenic, par imagerie confocale et par spectrofluorimétrie. Notre souche d'A. niger transformée a permis de détecter de façon reproductible l'arsénite et l'arséniate dans une gamme de concentrations de 1.8 à 180 μg/L. Cette gamme inclut les concentrations seuils pour l'eau potable telles qu'établies par l'Organisation Mondiale de la Santé (10 et 50 μg/L).
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