Stage: Caractériser les effets de l’exposition chronique des mousses urbaines aux contaminants atmosphériques via l’étude de leur métabolome

Contexte

PatriNat assure des missions d’expertise et de gestion des connaissances sur la biodiversité et la géodiversité pour ses quatre tutelles, que sont l’Office français de la biodiversité (OFB), le Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN), le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et l’Institut pour la recherche et le développement (IRD).

MCAM est une Unité Mixte de Recherche CNRS‐MNHN (UMR 7245). Elle constitue un pôle pluridisciplinaire de microbiologie environnementale au Muséum ayant pour objectifs d’explorer la biodiversité des microorganismes et de comprendre leur place et leur rôle dans le maintien, l’équilibre et l’évolution des écosystèmes.

Les phénomènes de pollution atmosphérique ont pris une importance croissante aux niveaux
environnemental, économique et sociopolitique. Pour caractériser les impacts sur les écosystèmes, des méthodes standardisées de biosurveillance se sont développées. Parmi les organismes bioindicateurs, certaines espèces capables d’accumuler de grandes quantités de polluants, et parfois même jusqu’à des niveaux nettement supérieurs aux niveaux de contamination du milieu environnant, sont aujourd’hui largement utilisées. De par leur contact quasi exclusif avec le milieu aérien (absence de système racinaire et de tissus conducteurs développés), et leur importante capacité d’accumulation des contaminants, les mousses sont couramment utilisées en bio‐surveillance de la qualité de l’air. Leur pérennité ainsi que leur tolérance aux fortes teneurs métalliques en font des témoins continus de la pollution et les rendent disponibles toute l’année pour des études de biosurveillance.

Selon leurs sources d’émission, la forme physico‐chimique des éléments métalliques peut être diverse : particulaire, nanoparticulaire ou soluble. L’accumulation par les mousses peut se faire aussi bien par absorption intra ou extra‐cellulaire que par piégeage des particules entre les feuilles. En fonction du mode de piégeage, la biodisponibilité des éléments et donc leur toxicité vis‐à‐vis de la mousse ne sera pas la même. Bien que les mousses terrestres soient d’excellentes accumulatrices de contaminants métalliques atmosphériques, peu d’études en mesurent l’impact sur leur propre métabolisme.

L’objet du stage est de caractériser l’état physiologique des mousses. La méthode développée, par l’équipe, repose sur l’analyse métabolomique des organismes. Cela consiste, à partir d’empreintes chimiques produites par spectrométrie de masse sur un échantillon, à détecter et quantifier les métabolites de faible masse moléculaire (≤ 1000) issus du métabolisme primaire ou secondaire de l’organisme. Un profil métabolomique de chaque échantillon de mousse est produit. Les relations entre concentrations en contaminants, variables métabolomiques et paramètres environnementaux sont ensuite établies en utilisant différentes modélisations statistiques (analyses de corrélations canoniques et analyses multivariées, modèles d’analyse de variance à effet mixte).

Missions

En juin 2024, 70 échantillons de mousses ont été collectés dans des cimetières d’Ile‐de‐France. Les valeurs de concentration en 27 éléments chimiques ont été mesurées pour chaque échantillon.

L’objectif du stage est de caractériser l’état physiologique des 72 échantillons de mousses. Le travail proposé consistera à :

• effectuer les prises d’empreintes par FIA‐ESI‐MS (Flow Injection Analysis ‐ ElectroSpray Ionization MassSpectrometry) et FIA‐ESI‐MS/MS [configuration broadband CID – bbCID] avec détection des ions en modes positif et négatif
• corriger les données brutes (données manquantes, bruit de fond)
• établir un lien global entre les données d’exposome produites en ICP‐MS pour la mesure des
  concentrations en métaux et les données d’analyses métabolomiques produites par FIA‐ESI‐MS ou FIA‐ESI‐MS/MS.

Profil recherché

Suivre un cursus de niveau Master 2 en chimie analytique et ou chimiométrie

Au‐delà des compétences classiques attendues (curiosité, motivation, rigueur, aptitude à lire et
comprendre l’anglais, autonomie et goût du travail en équipe), le⋅la candidat⋅e sélectionné⋅e devra réunir les compétences académiques suivantes :

• connaissances en chimie analytique
• connaissances en statistique

Poste et conditions

• Type de contrat : stage
• Durée : 6 mois
• Rémunération : indemnisation légale
• Date de prise de fonction : février 2026
• Lieu : Muséum national d’Histoire naturelle, 12 et 43 rue Buffon, 75005 Paris