Stage conventionné de biologie dans un laboratoire public

Mission proposée

Identification des souches fongiques présentes dans les taches brunes des vieux papiers par l’analyse de l’ADN : La présence des petites marques brunes dites « taches de foxing » sur les vieux papiers est un sérieux problème pour la conservation des documents graphiques car elles sont non seulement inesthétiques mais à long terme, elles peuvent empêcher la bonne lisibilité de l’œuvre. Les analyses montrent une oxydation de la cellulose au niveau des taches. L’observation au microscope révèle parfois la présence de spores et de mycélium appartenant à des champignons microscopiques. Ces taches de forme particulière, peuvent être facilement différenciées des taches brunes dues à des particules métalliques et dans lesquelles on n’observe pas d’éléments fongiques. Une hypothèse a donc été émise sur l’éventuelle origine fongique d’un certain type de taches mais à ce jour, le mécanisme de formation de ce « foxing biologique » n’est réellement pas élucidé, les avis divergent et l'identité des espèces présentes encore inconnue du fait qu’il est impossible d'obtenir des développements in vitro, à partir des papiers eux-mêmes. De ce fait, on ne peut analyser correctement les mécanismes qui régissent les interactions entre ces espèces et le papier. Il était donc nécessaire de passer par des méthodes non basées sur la viabilité du matériel. D'où l'intérêt d'utiliser les techniques de biologie moléculaire.

Nous avons mis au point une méthode d’extraction de l’ADN à partir des papiers infectés. Les premières expériences de clonage et de séquençage après amplification enzymatique des extraits a montré que l’on est en présence d’une communauté d’espèces assez diversifiée. Par l’analyse de 8 taches de foxing sur un livre du 19ème siècle et grâce aux séquences des ITS, nous avons identifié 14 espèces appartenant aux genres : Aspergillus, Bjerkandera, Chaetomium, Gloetinia, Penicillium, Polyporus, Saccharicola, Trichoderma et Ulocladium, dont 2 sont des basidiomycètes. Plusieurs de ces espèces sont cellulolytiques mais ne sont ni environnementaux ni communs dans les lieux de conservation des documents graphiques. Pour le moment, nous ne pouvons tirer aucune conclusion sur les relations entre leur présence, l’encollage du papier et/ou la cellulose. Avant d’émettre des hypothèses, il est important d’avoir plus d’information sur toutes les populations présentes dans ces taches. De ce fait, il est nécessaire de continuer cette étude an travaillant sur d’autres taches provenant d’autres livres de la même époque et d’époque différente. Par ailleurs, il serait également intéressant de développer une méthode d’identification de masse par l’intermédiaire de puces nucléiques avec les espèces les plus fréquemment représentées.

Plusieurs auteurs considèrent que les taches de foxing sont des processus de vieillissement de la cellulose, catalysés par différents agents et plus particulièrement par des éléments métalliques. En conséquence, la question qui se pose est : ces différentes espèces jouent-elles un rôle dans la dégradation de la cellulose au niveau du foxing ou sont-elles justes opportunistes ?

Le stagiaire aura pour mission de réaliser des clones à partir de différentes taches, d’identifier les espèces présentes par séquençage et de comparer les populations des taches d’une même page, des taches de différentes pages et des taches de différents ouvrages. Nous espérons qu’avec ces données, il serait possible de mettre en évidence une ou plusieurs souches communes à toutes ces taches et trouver ainsi le ou les éventuels responsables biologiques de leur origine, puis d’analyser leur mécanisme de formation par le postulat de Koch :
- le ou les germes doivent être présents dans toutes les taches,
- ils doivent pouvoir être isolés de ces taches,
- ils doivent provoquer de nouvelles taches si on les ensemence sur du papier sain,
- ils doivent pouvoir être isolés de ces papiers artificiellement contaminés.

Pour satisfaire au 3ème exigence du postulat, il faut déterminer les conditions nécessaires à l’apparition des taches. S’il s’avère que les moisissures sont vraiment à l’origine de ces taches, la connaissance du ou des mécanismes de leur formation pourra servir ensuite à définir un plan de conservation des documents afin de limiter la progression du foxing déjà existant ou d’empêcher de nouvelles taches d’apparaître.

Suivant les résultats obtenus, la suite du travail pourra faire l’objet d’une thèse.